2021 年度研究成果報告書

Multiscale microstructure engineering and the development of high performance, environmental friendly, low cost and thermally stable half-Heusler thermoelectric materials

研究課題

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研究課題/領域番号	18K04744
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分26040:構造材料および機能材料関連
研究機関	東京工業大学
研究代表者	蔡耀汪東京工業大学, 物質理工学院, 特任准教授 (80455922)
研究分担者	木村好里東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (90262295)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード	half-Heusler alloys / microstructure / interfacial structure / defects / nanoprecipitates / crystallography / thermoeletric / phase transformation
研究成果の概要	本研究では、マルチスケール微細構造（アンチサイト点欠陥、ナノスケールおよびマイクロスケールのスピノーダル分解ハーフホイスラードメイン、ナノスケールホイスラーナノ析出物など）を含む一連の環境に優しいハーフホイスラー熱電合金の開発に成功した。この合金の熱電性能を向上させるためには、高温の繰り返し熱処理と適切な量のドーピングが有効であることがわかった。Nbをドープして熱処理したハーフホイスラー合金は、752KでZTが0.91と最も高くなりました。この改善の理由は、ドーピング効果、フルホイスラーナノ析出物の存在、高温サイクル熱処理によるマルチスケール微細構造の界面構造の改変と密接に関係している。
自由記述の分野	Materials Science and Engineering
研究成果の学術的意義や社会的意義	Hence, this research aims at developing thermoelectric half-Heusler materials that can directly recycle waste heat energy from any high-temperature source. Most importantly, the energy generation is clean, involves no CO2 emission, environmentally friendly, low cost and stable at high temperature.