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2006 年度 実績報告書

高性能n型炭化物熱電変換材料の新規開発

研究課題

研究課題/領域番号 18560654
研究種目

基盤研究(C)

研究機関名古屋工業大学

研究代表者

福田 功一郎  名古屋工業大学, 工学研究科, 助教授 (90189944)

研究分担者 橋本 忍  名古屋工業大学, 工学研究科, 助教授 (10242900)
吉田 英人  東京大学, 理学研究科, 技術職員 (30376553)
キーワード熱電変換 / 結晶構造 / 炭化物 / ホモロガス相 / 層状構造 / X線回折
研究概要

熱電変換材料が高い効率で熱を電気に変換するためには,ゼーベック係数(α)が大きく,電気伝導度(σ)が高く,さらに熱伝導度(κ)が低いことが必要である.前者2つの物性は電子が,後者はフォノンが関係しており,これらの要求を同時に満たすことはバルク材料においては不可能である考えられていた.しかし電導層と絶縁層を交互にナノメータサイズで積層して超格子を形成すると,状態密度が増加してαの値が大きくなり,さらに層界面でフォノンが効率的に散乱されてκの値が低下し,その結果性能指数(σα^2/κ)が大福に増大することが期待できる。導電率の比較的高い領域と導電率の比較的低い領域がナノメータサイズで交互に積層した構造は,例えばスパッタリング法などで人工的に作製することができる.しかし,このような人工超格子は熱力学的に不安定または準安定であり,実用的な熱電変換材料には不向きである.
そこで今回,導電率の比較的高い領域と導電率の比較的低い領域がナノメータサイズで交互に積層した結晶構造を特徴とする新規な炭化物(ZrC)_2[Al,Si]_4C_3を合成した.さらに既知物質のなかで,先の特徴的な積層構造をもつ炭化物(ZrC)_nAl_3C_2(n=2 and 3)に着目した.これらの層状炭化物は熱力学的に安定な結晶構造を有しており,熱電変換材料として有望な材料であることを示した.

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (8件) 図書 (2件) 産業財産権 (4件)

  • [雑誌論文] Structural Disorder and Intracrystalline Microtexture of α'_H- (Ba_<0.24>Ca_<0.76>)_2SiO_42007

    • 著者名/発表者名
      福田功一郎
    • 雑誌名

      J. Am Ceram. Soc. 90・3

      ページ: 925-931

  • [雑誌論文] Crystal Structure of Calcium Cobalt Orthophosphate, CaCo [Ca_<0.1>Co_<0.9>] (PO_4)22006

    • 著者名/発表者名
      福田功一郎
    • 雑誌名

      Powder Diffr. 21

      ページ: 220-224

  • [雑誌論文] Crystal Structure and Phase Transformations of Calcium Yttrium Orthophosphate, Ca3Y (P04) 32006

    • 著者名/発表者名
      福田功一郎
    • 雑誌名

      J. Solid State Chem. 179

      ページ: 3420-3428

  • [雑誌論文] Crystal Structures and Phase Transitions of SrZr (PO_4)_2-BaZr (PO_4)_2 Solid Solutions2006

    • 著者名/発表者名
      福田功一郎
    • 雑誌名

      J. Solid State Chem. 179

      ページ: 300-303

  • [雑誌論文] Structural Chemistry of Alkaline Earth Aluminate Phosphors2006

    • 著者名/発表者名
      福田功一郎
    • 雑誌名

      Advanced Matererials Research 11-12

      ページ: 43-46

  • [雑誌論文] Evaluation of Heated Chrysotile Using Phase-Contrast Microscope2006

    • 著者名/発表者名
      橋本 忍
    • 雑誌名

      J. Ceram. Soc. Jpn 114

      ページ: 716-718

  • [雑誌論文] Detoxification of Sprayed Crocidolite2006

    • 著者名/発表者名
      橋本 忍
    • 雑誌名

      J. Ceram. Soc. Jpn 114

      ページ: 1150-1154

  • [雑誌論文] Detoxification od Asbestos and Asbestos-Containing Cement Board2006

    • 著者名/発表者名
      橋本 忍
    • 雑誌名

      Advanced Matererials Research 11-12

      ページ: 85-88

  • [図書] これだけは知っておきたい新素材・新材料のすべて2006

    • 著者名/発表者名
      福田 功一郎(分担)
    • 総ページ数
      187
    • 出版者
      日刊工業新聞社
  • [図書] 環境対応型セラミックスの技術と応用2006

    • 著者名/発表者名
      福田 功一郎(分担)
    • 総ページ数
      291
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [産業財産権] 広帯域蛍光体及びその製造方法並びに母体の選択方法2007

    • 発明者名
      福田 功一郎 他
    • 権利者名
      松井 信行
    • 産業財産権番号
      特許 特願2007-67851
    • 出願年月日
      2007-03-16
  • [産業財産権] 蛍光体混合物及びその製造方法2007

    • 発明者名
      福田 功一郎 他
    • 権利者名
      松井 信行
    • 産業財産権番号
      特許 特願2007-67878
    • 出願年月日
      2007-03-16
  • [産業財産権] 熱電変換材料2007

    • 発明者名
      福田 功一郎 他
    • 権利者名
      松井 信行
    • 産業財産権番号
      特許 特願2007-79124
    • 出願年月日
      2007-03-26
  • [産業財産権] 炭化物内包カーボンナノ力プセル及びその製造方法2006

    • 発明者名
      福田 功一郎 他
    • 権利者名
      松井 信行
    • 産業財産権番号
      特許 特願2006-282341
    • 出願年月日
      2006-10-17

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2016-04-21  

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