2007 Fiscal Year Annual Research Report
放電プラズマ接合法による鉄シリサイド系熱電変換材料のp-n直接接合
| Project/Area Number |
18560700
|
|---|
| Research Institution | Iwaki Meisei University |
|---|
Principal Investigator |
安野 拓也 Iwaki Meisei University, 科学技術学部, 准教授 (90262237)
|
|---|
| Keywords | FeSi_2系熱電変換材料 / 放電プラズマ焼結法 / 放電プラズマ接合法 / 熱電変換モジュール / 直接接合 / ゼーベック係数 |
|---|
| Research Abstract |
FeSi_2系熱電変換材料の創製とp-n直接接合について、最新の焼結・接合技術である放電プラズマ法に着目して、熱電変換効率に優れるFeSi_2系熱電変換材料の創製とp型-n型熱電変換材料の直接接合を試みた。昨年度は、放電プラズマ法による高性能β-FeSi_2系熱電変換材料の作製条件および得られたp型素子とn型素子を間接接合することで熱電変換モジュールを作製し、それらのゼーベック係数を測定した。しかしながら、放電プラズマ焼結・接合法を利用すれば、焼結と同時にp-n直接接合が可能であり、容易に熱電変換モジュールが作製できると考えられる。そこで、本年度は、放電プラズマ法による粉末からの焼結とp-n接合を同時に行い、熱電変換モジュールの作製の可能性を検討した。さらに、得られたモジュールを種々の形状に加工し、これらの熱電変換特性を評価するためにゼーベック係数を求めることで、熱電変換特性に優れた最適な形状を検討した。その結果として、加圧力35MPa、加熱温度1023K、保持時間600sの条件における焼結・接合によりp-n接合体さらにはp-n-p-n接合体の作製が可能であることが明らかとなった。また、得られた接合体に対して工作機械を用いて二次加工を施し、凹型のモジュールの作製を試みたところ、いずれの接合体も加工が可能であり、ワイヤーカッターなどの工作機械を用いてモジュールへの加工が容易に行えることがわかった。さらに、加工した凹型モジュールを用いて、温度差と熱起電力を測定し、ゼーベック係数を計算したところ、0.62mV/Kという高い値を示した。これは、昨年度の研究で得られたp-n間接接合モジュールと同等の値であり、これまで報告されていたゼーベック係数(0.1mV/K)を大きく上回る値となった。
|
