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液相焼結法を活用した微粒子分散FeSi_2系熱電材料の高性能化と実用化

研究課題

研究課題/領域番号 10555248
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 材料加工・処理
研究機関大阪大学

研究代表者

永井 宏  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80029206)

研究分担者 井藤 幹夫  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00294033)
勝山 茂  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00224478)
真島 一彦  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60029270)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
12,300千円 (直接経費: 12,300千円)
2000年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1999年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1998年度: 8,100千円 (直接経費: 8,100千円)
キーワード熱電材料 / ナノコンポジット / メカニカルアロイング / 熱起電力 / 熱伝導率 / 電気抵抗 / 粉末冶金 / 液相焼結
研究概要

熱電材料を実用化するには、1)熱電材料の性能を向上させること、2)熱電素子の製造プロセスを低廉化することが必要である。熱電材料の性能Zは、Z=α^2/ρκ(α:熱起電力、ρ:電気抵抗、κ:熱伝導率)で表され、高性能化するには、αを増大させ、ρおよびκを低下させることが必要である。筆者らのこれまでの研究により、ρの小さい金属微粒子、特にCu添加によってρの低減により性能が向上することを見出している。また、セラミックス相微粒子、特にSiCの分散によってκの低減によって性能が飛躍的に向上することを見出している。また、FeSi_2系熱電材料は焼結法によって製作されるが、焼結が困難であり、また極めて長時間の熱処理が必要である。
本研究では、性能の向上と製造プロセスの低廉化を目的として、FeSi_2にSi,CおよびCuを添加してCu融液による液相焼結によってFeSi_2-SiC-Cu系熱電材料の作製プロセスの検討および特性評価を行った。
1)Cu添加による液相焼結によって、焼結速度およびβ相化速度が飛躍的に増大した。
2)MA法と液相焼結法の併用により、高密度FeSi_2-SiC-Cu系熱電材料の作製に成功した。
3)得られたFeSi_2-SiC-Cu系熱電材料の性能Zは、無添加FeSi_2の約4倍まで向上した。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (25件)

  • [文献書誌] 永井宏: "Effect of Mechanical Alloying and Cu Addition on Thermoelectric Properties of n-type and P-typeβ-FeSi_2"Mater.Trans.JIM. 39-4. 515-521 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 永井宏: "Thermoelectric Properties of β-FeSi_2 Mechanically Alloyed with Si and C."Mater.Trans.JIM. 39-11. 1140-1145 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 永井宏: "Effect of Si/C Ratio on Thermoelectric Properties of β-FeSi_2 Mechanically Alloyed with (Si+C) Additions."Mater.Trans.JIM. 41-2. 287-292 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 井藤幹夫: "Effect of Al and Cu Addition on Pressureless Sintering Behavior and Phase Transformation of β-FeSi_2"Mater.Trans.JIM. 41-7. 857-864 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 井藤幹夫: "Effects of Ti,Zr and Nb doping on thermoelectric performance of β-FeSi_2"J.Alloy and Compounds. 315-1. 251-258 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 井藤幹夫: "Thermoelectric performance of n-type and p-type β-FeSi_2 prepared by pressureless sintering with Cu addition."J.Alloys and Compounds. 319-1. 303-311 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nagai: "Effects of Mechanical Alloying and Cu Addition on Thermoelectric Propeties of n-type and p-type β-FeSi_2."Mater.Trans.JIM.. 39(4). 515-521 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nagai: "Thermoelectric Propeties of β-FeSi_2 Mechanically Alloyed with Si and C."Mater.Trans.JIM.. 39(11). 1140-1145 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nagai: "Effect of Si/C Ratio on Thermoelectric Propeties of β-FeSi_2 Mechanically Alloyed with (Si+C) Additions."Mater.Trans.JIM.. 41(2). 287-292 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ito: "Effect of Al and Cu Addition on pressureless sintering Behavior and Phase Transformation of β-FeSi_2"Mater.Trans.JIM.. 41(7). 857-864 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ito: "Effects of Ti, Zr and Nb doping on thermoelectric performance of β-FeSi_2"J.Alloys and Compounds. 315. 251-258 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ito: "Theroelectric performance of n-type and p-type β-FeSi_2 prepared by pressureless sintering with Cu Addition."J.Alloys and Compounds. 319. 303-311 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nagai: "Thermoelectric Properties of Sintered β-FeSi_2 with Dispersion of Second Phases by MA."Proc. of Second Intl.Conf. of Mater. And Manufacturing Technology. MATEHN'98. 2(1). 595-600 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nagai: "Thermoelectric Properties of β-FeSi_2 with Dispersion of SiC by Mechanical Alloying."Proc. of 17th Intl.Conf. on Thermoelectrics. ICT'98. 374-377 (1998)

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    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ito: "Preparation og Iron Disilicide by Sintering with Cu Addition and Their Thermoelectric Properties."Proc. of 18th Intl.Conf. on Thermoelectrics. ICT'99. (In press). (1999)

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    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ito: "Liquid Phase Sintering of β-FeSi_2 with SiC Dispersion and its Thermoelectric Properties."Proc. of World Congress of Powder Met. PM2000. (in press).

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    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 永井宏: "Effect of Si/C Ratio on Thermoelectric Properties of β-FeSi_2 Mechanically Alloyed with (Si+C) Additions."Mater.Trans.JIM. 41-2. 287-292 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 井藤幹夫: "Effect of Al and Cu Addition on Pressureless Sintering Behavior and Phase Transformation of β-FeSi_2"Mater.Trans.JIM. 41-7. 857-864 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 永井 宏: "Thermoelectric Properties of Sintered FeSi_2 with Dispersion of Second Phases"Proc. of MATHERN'98. 2・1. 595-600 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 永井 宏: "Thermoelectric Properties of β-FeSi_2 with Dispersion of Sic by MA"Proc. of ICT98. 17・1. 374-377 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 井藤幹夫: "Preparation of Iron Disliked by Sintering with Du Addition and Their Thermoelectric Properties"Proc. of ICT99. 18・1. 425-455 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 永井 宏: "Effect of Si/C Ratio on Thermoelectric Properties of β-FeSi_2 Mechanically Alloyed with (Si+C)Additions"Mater. Trans. JIM. 41-2. 287-292 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 永井 宏: "Effects of Mechanical Alloying and Cu Addition on Thermoelectric Properties of n-type and p-type βーFeSi2." Mater.Trans.JIM.39・4. 516-522 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 永井 宏: "Thermoelectric Properties of βーFeSi2 Mechanically Alloyed with Si and C." Materials Trans.JIM.39・11. 1140-1145 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 永井 宏: "メカニカルアロイングによる熱電変換材料の高性能化とプロセス" 金属. 68・12. 1063-1070 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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