| 研究概要 |
熱電素子を利用した熱-電気エネルギー変換法は、クリーン電源として期待されているが、実用範囲を大幅に拡大するには、従来より性能の優れた熱電素子材料の開発とその製造プロセスを確立することが必要不可欠である。本研究では、β-FeSi_2およびγ-LaSxを取り上げ、その原料粉末の製造プロセス、焼結特性および組織に及ぼす添加元素および焼結法の影響について検討した。さらに焼結体について、室温から800℃での電気抵抗と熱起電力の測定を行い。熱電素子材料としての性能に及ぼす諸因子について詳細に検討した結果、以下のような成果を得た。
1.β-FeSi_2の合成・固化技術の確立と熱電素子材料特性評価
(1)MG(Mechanical Grinding)法によるFeSi_2のβ化促進効果と緻密化:MG法の採用によりβ相化が著しく促進され、またHot Pressingにより高密度化を達成した。
(2)β-FeSi_2の焼結特性に及ぼすCo,Ni,B添加の影響:Co,Niの添加によって焼結速度が著しく増大する。一方、B添加は液相を出現させるにも拘らず、焼結を阻害する。
(3)β-FeSi_2の熱電素子材料特性に及ぼすCo,Ni,B添加の影響:Coは熱起電力を増大させるが、Ni,Bは減少させる。また、いずれもFeSi_2のβ相化速度を低下させる。
2.γ-LaSxの合成と焼結体の熱電素子材料特性
γ-LaSx単相の合成に成功し、高い熱電素子特性を示すことが明らかとなった。また、これまで明確でなかったLa-S系状態図を作成することができた。
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