| 研究課題/領域番号 |
24560835
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
魯 云 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50251179)
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| 研究分担者 |
糸井 貴臣 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50333670)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 熱電材料 / 複合 / 有限要素法 / 複合則 / 有効媒質理論 |
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| 研究実績の概要 |
これまで材料実験および有限要素法解析で確定したパーコレーション体積率（粉末同士連結になる臨界体積率）について複合材料の電気的特性，または熱的特性の解析に用いられている有効媒質理論を導入して理論的検討を行った．熱電材料の観点から熱的特性と電気的特性への複合要因を総合してモデルを提案した．そして材料実験によって確立した複合熱電材料の設計指針および熱起電力の理論式を検証した．また本研究の総括として複合熱電材料の結果をもとに提案した複合モデルを総合的に検討して複合要因に関する考え方をまとめた．これらによって高性能熱電材料の開発および複合効果による熱電材料に関する理論体系の構築に寄与できるものである．
具体的に構築した有限要素解析モデルによってNi/BiとNi/TiO2-xの熱電特性を解析し，実験結果および複合則と有効媒質理論との比較・検討をした．構築した有限要素解析モデルは熱電特性の解析に有効である．また，Cu/TiO2-x複合熱電材料について，有限要素解析モデルおよび実験によって熱電特性の温度依存性を解析した．電気抵抗率はCu体積率が大きくなるにしたがって低減でき，また半導体的性質が保持できるCu体積率においては温度の上昇とともに低減した．出力因子は実験，または解析モデルにおいてそれぞれCu臨界体積率で最大値になった．なおTi1-xCrxOzの作製およびその組織と熱電特性の解析を行った．Crを添加した焼結体は生成した酸化チタンマグネリ相TinO2n-1，TiCrO3およびCrの複合相で構成される．電気抵抗率は10-4 ~10-2Ωmオーダーまで大幅に低減ができ，出力因子は0.57 mW/K2mに達し，熱電材料の高性能化を実現した．
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| 備考 |
当研究室のホームページと千葉大学工学研究科教員総覧に研究内容と研究成果を随時更新して掲示している．
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