キャリア密度を制御したバイモーダルな結晶粒径分布を持つ高性能熱電変換材料の創製

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24656445
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 材料加工・処理
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 勝山 茂 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00224478)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 熱電変換 / 複合焼結体 / 電気伝導率 / 熱伝導率 / 酸化亜鉛 / パーコレーション

研究概要

酸化亜鉛ZnO系化合物について、キャリア密度を制御した大小２つの結晶粒径（バイモーダルな結晶粒径）から成る複合焼結体を作製し、その熱電特性を評価した。錯体重合法により粒径１μm程度の(Zn0.898Mg0.1Al0.002)O粉末を、ホットプレス法により粒径2～5μmの(Zn0.99Al0.01)O粉末を得た。これら２種類の粉末から作製した複合焼結体の電気伝導率および熱伝導率は(Zn0.99Al0.01)O粉末の体積分率が増加するにつれて単調に増加する傾向が見られ、無次元性能指数ZTは(Zn0.99Al0.01)Oの体積分率が約33.3％の試料において1073Kで最も高い0.12が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] バイモーダルな結晶粒径分布を持つCoSb_3焼結体の熱電特性-パーコレーション現象による熱電性能向上の可能性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 勝山茂、田中敏宏
  • 雑誌名: 粉体および粉末冶金 巻: 60巻 ページ: 66-72
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and thermoelectric properties of sintered skutterudite CoSb_3 with a bimodal distribution of crystal grains (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Katsuyama, F. Maezawa, T. Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 379巻 ページ: 12004
  • DOI: 10.1088/1742-6596/379/1/012004
  • 査読あり
• [学会発表] Bi_<0.5>Sb_<1.5>Te_3-イオン液体複合体の作製と熱電特性の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 草深祐介、勝山茂、田中敏宏
  • 学会等名: 日本金属学会2014年春期大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 20140321-23
• [学会発表] パーコレーション現象利用による酸化亜鉛系熱電変換材料の性能向上の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 勝山茂、入山慎平、田中敏宏
  • 学会等名: 日本金属学会2013年秋期大会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 20130917-19
• [学会発表] パーコレーション現象利用による熱電変換材料の性能向上の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 勝山茂、入山慎平、田中敏宏
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会平成25年度春季大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 20130527-29
• [学会発表] 結晶粒径を制御した熱電変換焼結体材料の作製とその特性の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 勝山茂
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会平成24年度春季大会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 20120522-24
• [図書] 未利用熱エネルギー活用の新開発と【採算性を重視した】熱省エネ新素材・新製品設計/採用のポイント (2014)
  • 著者名/発表者名: 勝山茂(共著)
  • 総ページ数: 700
  • 出版者: 技術情報協会