| 研究概要 |
熱電発電は,排熱を回収する小規模なエネルギー変換システムとして期待されている。しかし,従来の熱電変換材料は重金属等の有害化危惧物質を含んだ材料が多く,環境負荷の少ない材料が望まれている。この点において酸化物熱電変換材料は環境負荷が少なく,金属の熱電変換材料では問題になる高温大気中における安定性も高い材料として注目されている。また,化学量論比からずれた不定比金属酸化物半導体は,酸素の欠乏量,過剰量によりキャリア濃度を制御可能であり,不定比組成を厳密に制御できれば,有用な熱電変換材料になる。一方,燃焼合成法の一種であるフラッシュ合成法は,任意の不定比組成を有する不定比金属酸化物をサブマイクロメートルの粒子径で合成可能な手段であり,酸化物熱電変換材料を作製するのに非常に有用な方法である。このため,フラッシュ合成法を粉末酸化物の製作に適用し,これを原料とした不定比酸化物熱電変換材料,および,その製造プロセスを研究し,
1.金属酸化物粉体の固化成形方法の検討
フラッシュ合成法により直接合成された不定比酸化物の粉体を固化成形するポイントは,高温で焼結する際に合成された材料の不定比を変えないことであり,そのためには,短時間で焼結を完了させることが重要であった。このため短時間で焼結することが可能なパルス通電焼結法とミリ波焼結法の検討を行った。特に,平成22年度までに有益な知見の得られたパルス通電焼結法に関しては実験とともに焼結機構のシミュレーションを行い,焼結条件等,固化成形条件の最適化を検討した。
2.総合的評価
p型,n型熱電半導体材料の最適組成及び金属酸化物粉体の固化成形方法,試作した熱電変換素子に関する総合的な評価・検討を行った。
3.研究成果の発表
それぞれの段階での研究内容をまとめ,海外及び国内の会議,研究会において積極的に成果の発表を行い,他の研究者からの助言,批判を受けた。
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