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反応拡散法による熱電変換材料の創製

研究課題

研究課題/領域番号 11695053
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 金属物性
研究機関九州工業大学

研究代表者

下崎 敏唯  九州工業大学, 機器分析センター, 助教授 (00093964)

研究分担者 篠崎 信也  九州工業大学, 工学部, 助教授 (00136524)
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2000年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1999年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード熱電変換材料 / FeSi_2 / CoSb_3 / ポーラス材料 / 熱伝導率 / カーケーンドールボイド / 鉄-珪素系 / 鉄シリサイド / Co-Sb系 / CoSb3 / 固体-気体反応 / 固体-液体反応
研究概要

反応拡散で形成される金属間化合物の特徴として異種相が存在しない、溶解しないので坩堝や大気からの汚染が少ない、界面が清浄である、結晶粒が特定の方向に配向するなどの特徴を有する。これらの特徴を上手く生かすことが出来るなら、これまでにない高性能な熱電変換材料を創製することができる可能性がある。
一般に、例えば鉄シリサイドなどの熱電材料の性能は鉄の純度には殆ど影響されないことが知られている。しかしながら、これまで用いられた鉄は出発材料の純度が99.99%程度であっても、その後のプロセスで純度の低下が起こっている可能性が高く、超高純度鉄およびシリコンを用いて高純度鉄シリサイドの性能を研究した例はない。本研究ではできる限り出発原料の純度を高くし、その後のプロセスによって汚染されない方法で作成した熱電変換材料の特性を調べることにある。この目的で高純度鉄、高純度Coにこだわり、反応拡散で熱電材料を創製するための作成方法を検討した。
熱電変換材料として我々が検討を行った系はFe-Si,Co-Si,Co-Sb2元系である。Fe-Si系では反応拡散で主に生成される相はFe3Siであり、Fe3Siの成長速度は鉄中の酸素濃度に著しく依存することを明らかとした。目的のFeSi2を短時間で生成することは困難であった。Co-Si系においては目的のCoSi2の生成・成長挙動を明らかとした。Co-Sb系では固体-固体、固体-液体、固体-蒸気拡散対を用いて種々の組織を有するCoSb3を作成した。この結果、ポーラスCoSb3が生成できた。ポーラスCoSb3は熱伝導率を著しく低減できる可能性があり、CoSb3の熱電特性改善が期待できる。

報告書

(3件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (18件)

  • [文献書誌] T.Shimozaki: "The Role of Iron in Ti on The Growth of Ti Siliciler in Bulk Ti/Si Dittusion Couple"Mater.Trans.JIM. 40・7. 612-617 (1999)

    • 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] T.Okino: "Thermal equilibrium concentrations and Dittusinoty of intrinsic point detects in Silicon"Physica B. 273-274. 509-511 (1999)

    • 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] K.Fujiwara: "Measurement of Intrinsic coefficients in Ni_3Al"The JAPAN INSTITUTE of METALS PROCEEDING. 12. 481-484 (1999)

    • 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] 金槿銖: "Co/Siバルク拡散対における反応拡散"日本金属学会誌. 64.6. 771-775 (2000)

    • 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] T.Shimozaki: "Reactine Dittusion Between Ultra High Purity Iron and Silicon Water"Mater.Trans. 42・4. 15-20 (2001)

    • 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] Toshitada Shimozaki: "The Role of Iron on the Growth of Ti Silicides in Bulk Ti/Si Diffusion Couple"Trans.JIM.. Vol.40, No.7. 612-617 (1999)

    • 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] Toshitada Shimozaki: "Oxidation of GaAlAs Red LED Surface Due to Light irradiation"1998 IEEE Semi-conducting and Insulating Materials Conference, Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.. 214-217 (1999)

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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] K.Fujiwara: "Measurements of Intrinsic Diffusion Coefficients in Ni3Al"THE JAPAN INSTITUTE OF METALS PROCEEDINGS, Solid-Solid Phase Transformations, Edited by M.Koiwa K.Otsuka T.Miyazaki. VOLUME 12 (JIMIC-3). 481-484 (1999)

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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] Keun-Soo Kim: "Reactive Diffusion in Co-Si Bulk Diffusion couple."J.Japan Inst.Met.. vol.64. 771-775 (2000)

    • 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] T.Shimozaki: "Reactive Diffusion Between Ultra High Purity Iron and Silicon Wafer"Mater.Trans.. Vol.42, No.4. 15-20 (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] T.Shimogalai: "The Role of Iron in Ti on The Growth of Ti Silicidesin Bulk Ti/Si Diffusion Couple"Mater.Trano.JIM. 40・7. 612-617 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Okino: "Thermal equilibrium Concentrations and Diffusion of intrinsic point detects in Silicon"Physica B. 273〜274. 509-511 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Fujiwara: "Measurement of Intrinsic Coefficients in Ni_3Al"The JAPAN INSTITUTE of METALS PROCEEDING. 12. 481-484 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 金槿銖: "Co/Siバルク拡散対における反応拡散"日本金属学会誌. 64・6. 771-775 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Shimozaki: "Reactive Diffusion Between Ultra High Purity Iron and Silicon Water"Mater.Trans.. 42・4. 15-20 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Takahisa Okino: "Analysis of Dopant Diffusion in Si with stacking faults,"Mater.Trans.JIM.,. Vol.40. 474-478 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Toshitada Shimozaki: "The Role of Iron in Ti on The Growth of Ti Silicides in Bulk Ti/Si Diffusion Couples"Mater.Trans.JIM.. Vol.40,No.7,. 612-617 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Toshitada Shimozaki: "Oxidation of GaAlAs Red LED Surface Due to Light irradiation"Processings of SIMC-X,. 214-217 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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