環境フレンドリーなハーフホイスラー型熱電材料の高性能化と作製プロセス

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19206073
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 木村 好里 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 准教授 (90262295)
• 研究分担者: 三島 良直 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (00143660)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 金属物性 / 環境材料 / 廃熱利用 / 相平衡・状態図 / 材料加工・処理

研究概要

低環境負荷元素に基づく材料設計ができる環境フレンドリーな熱電変換材料としてハーフホイスラー型化合物MNiSn(M=Ti,Zr,Hf)に着目し、物性値として固有の熱電特性を評価する一方で、TiNiSnは同じ結晶構造にも関わらずZrNiSnとHfNiSnから相分離することを相平衡と共に明らかにした。低融点Sn液相とTiNiの固液反応およびSnO_2の還元反応を利用した新しい合金作製プロセスを考案し、TiNiSn/Ti酸化物からなる複合組織を制御して熱電特性を評価した。

研究成果

• [雑誌論文] Thermoelectric Performance of Half-Heusler TiNiSn Alloys Fabricated by Solid-Liquid Reaction Sintering (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshisato Kimura, Chihiro Asami, Yaw.-Wang. Chai, Yoshinao Mishima
  • 雑誌名: Materials Science Forum (in press.)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoelectric Properties of Directionally Solidified Half-Heusler (Ma 0. 5, Mb 0. 5)NiSn (Ma, Mb = Hf, Zr, Ti) Alloys (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshisato Kimura, Hazuki Ueno, Yoshinao Mishima
  • 雑誌名: Journal of Electronic Materials 38 ページ: 934-939
  • 査読あり
• [学会発表] Half-Heusler型TINiSn合金の作製プロセス構築のための相平衡 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大谷真也, 木村好里, 三島良直
  • 学会等名: 日本金属学会(第146回大会)
  • 発表場所: 筑波大学(つくば市)
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] Phase stability and thermoelectric properties of half-Heusler compounds (Ti, M)NiSn (M = Zr, Hf) (2009)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Kenjo, Yoshisato Kimura, et al.
  • 学会等名: 2010 MRS Fall Meeting
  • 発表場所: Boston MA, USA
  • 年月日: 2009-12-01
• [学会発表] SnO2の還元反応を利用した粉末冶金法によるTiNiSn熱電材料の作製プロセスと熱電特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤秀樹, 木村好里, 三島良直
  • 学会等名: 日本金属学会(第145回大会)
  • 発表場所: 京都大学(京都)
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] Half-Heusler型TiNiSn合金の液相反応焼結による作製と熱電特性評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 木村好里, 浅見千裕, 三島良直, ら
  • 学会等名: 日本金属学会(第145回大会)
  • 発表場所: 京都大学(京都)
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] SnO2の還元反応を利用した粉末冶金法によるHalf-Heusler型TiNiSn熱電材料の作製プロセス (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤秀樹, 木村好里, 三島良直
  • 学会等名: 日本金属学会(第144回大会)
  • 発表場所: 東京工業大学(大岡山)
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] Phase Stability and Thermoelectric Properties of Half-Heusler (Ma, Mb)NiSn (Ma, Mb = Hf, Zr, Ti) (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshisato Kimura, Hazuki Ueno, Takahiro Kenjo, Chihiro Asami, Yoshinao Mishima
  • 学会等名: 2008 MRS Fall Meeting
  • 発表場所: Boston MA, USA
  • 年月日: 2008-12-01
• [学会発表] Half-Heusler型(Ti, Zr)NiSn固溶体における二相分離傾向と熱電特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 権丈孝弘, 木村好里, 三島良直
  • 学会等名: 日本金属学会(第143回大会)
  • 発表場所: 熊本大学(熊本)
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] 還元反応を利用した粉末冶金法の金属間化合物作製プロセスへの応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 浅見千裕、木村好里、中谷昌史, 寺西利治
  • 学会等名: 日本金属学会(第141回大会)
  • 発表場所: 岐阜大学(岐阜)
  • 年月日: 2007-09-19
• [学会発表] half-Heusler型化合物熱電材料の相平衡と単相合金作製プロセス (2007)
  • 著者名/発表者名: 木村好里, 浅見千裕, 上野葉月, 田村幸雄
  • 学会等名: 日本金属学会(第141回大会)
  • 発表場所: 岐阜大学(岐阜)
  • 年月日: 2007-09-19