傾斜機能化テルル化鉛系熱電材料の熱的不安定性と熱処理効果に関する研究

功能梯度碲化铅基热电材料热不稳定性及热处理效应研究

• 批准号: 09750763
• 负责人: 海部 宏昌
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750763/
• 关键词: 傾斜機能材料; FGM; 熱電材料; テルル化鉛; 温度履歴; アルミナ粉末; 熱電性能; 熱伝導率; シリカ粉末

PbTe系熱電材料の傾斜機能化(FGM化)は、熱電性能の向上に有効であり、この材料が従来もっている変換効率を飛躍的に高める可能性を秘めている。しかしながら、異なるキャリア濃度をもつ材料の接合や電極の接合には拡散接合が用いられると考えられ、そのとき素子は1000K以上の高温まで昇温することが必要となる。申請者らはn型PbTe系熱電材料において703K以上の昇温により、電気抵抗率の温度依存性に著しい履歴が生じることを指摘してきた。本研究はそのメカニズムの解明とともに、抑制方法の確立を目的としている。昨年度は試料全体をアルミナ粉で充填した容器内に収める方法により,高温においても構成成分の昇華が抑制された結果,比抵抗の温度依存性は繰り返し測定による履歴幅を1%以下にまで減少することができた.しかしながらこの手法によっても800K以上の高温での熱履歴抑制は難しい。これらの結果から、高真空排気(10^<-5>Torr以下)の可能な高温用電気的特性測定装置を構成した。また,熱的安定性を考慮し,上限温度は800Kまでとした。これ以上の高温での測定よりもむしろ低温での各種パラメータの測定精度を上げ,これをもとに高温度側を外挿した。その結果,PbTe-SnTe系固溶体の熱伝導率の格子成分κ_<ph>は、SnTeの含有量とともに減少し,いわゆる"alloying effect"が確認された。また,もっともκ_<ph>が低下したPb_<0.75>Sn_<0.25>Teでは200K以上ではΓ^1の温度依存性を示し、ウムクラップ散乱が支配的であることがわかった。また、Pb_<0.5>Sn_<0.5T>eではΓ^<3.8>の温度依存性をもつことを明らかにした。これらの結果をもとに,この化合物の熱電性能指数を見積もった結果,Pb_<0.5>Sn_<0.5>Teは700Kにおいて2×10^<-3>K^<-1>の高い値を示し,p型熱電材料として有望であることを示した.

PbTe の tilt function department of thermoelectric materials (FGM) は, thermoelectric performance の に up have a sharper で あ り, こ の material が 従 to も っ て い る variations in rate of unseen を leap high に め る possibility を secret め て い る. し か し な が ら, different な る キ ャ リ ア concentration を も つ material の joint や electrode の joint に は company, loose joint が with い ら れ る と exam え ら れ, そ の と き element child は temperature above 1000 k の ま で warming す る こ と が necessary と な る. Applicants ら は n-type thermoelectric materials PbTe department に お い て above 703 k の warming に よ り, electricity 気 resistance の temperature dependency に the し い shoe bearing が raw じ る こ と を blame し て き た. The purpose of this study is to clarify とと に に and establish を inhibition methods <e:1>, and to と て て る る る る る. Yesterday's annual は sample all を ア ル ミ で ナ powder filling し た container に 収 め る method に よ り, high-temperature に お い て も composition の sublimation が inhibit さ れ た results, than resistance の temperature dependency は Qiao り return し determination に よ る shoe phase and amplitude を below 1% に ま で reduce す る こ と が で き た. し か し な が ら こ の gimmick に よ っ て も temperature above 800 k の Youdaoplaceholder0 で heat resistance inhibition で is difficult to control で. こ れ ら の results か ら, high vacuum 気 (10 ^ < - > 5 Torr) の may な high-temperature electricity of measuring device を 気 し た. Youdaoplaceholder0, thermal stability を consider また, upper limit temperature また 800Kまでと た た. こ れ temperature above の で の determination よ り も む し ろ cryogenic で の various パ ラ メ ー タ の げ を measurement precision, こ れ を も と に high temperature side を scions し た. そ の results, PbTe - SnTe solid solution heat の 伝 conductivity の grid components kappa _ < ph > predominate は, SnTe の contain quantity と と も に reduce し, い わ ゆ る "alloying effect" が confirm さ れ た. ま た, も っ と も kappa _ < ph > predominate が low し た Pb_ < 0.75 > Sn_ < 0.25 > Te で は above 200 k で は Γ ^ 1 の temperature dependency を し, ウ ム ク ラ ッ プ scattered が で dominated あ る こ と が わ か っ た. Youdaoplaceholder0, Pb_<0.5>Sn_<0.5, T>eで で Γ^<3.8> <s:1> temperature dependence を とを た とを とを とを とを Ming ら に に に た た. こ れ ら の results を も と に, こ の compound の thermoelectric performance index を see product も っ た results, Pb_ < 0.5 > Sn_ < 0.5 > Te は 700 K に お い て 2 x 10 ^ ^ < - > 3 K < 1 > high の い numerical を し, p-type thermoelectric materials と し て could で あ る こ と を shown し た.

项目成果

米田征司: "放電プラズマ法によるPbTe焼結体の熱電特性と結晶粒径の関係" 熱電変換シンポジウム'97論文集. 100-101 (1997)

Seiji Yoneda：“通过放电等离子体方法生产的 PbTe 烧结体的热电性能和晶粒尺寸之间的关系”Thermoelectric Conversion Symposium 97 Proceedings 100-101（1997）。

Y.Imai: "Joint of n-type PbTe with different carrier concentration and its thermoelectric properties" Proc.4th International Symposium on Functionally Graded Mate-rials. 617-622 (1997)

Y.Imai：“不同载流子浓度的n型PbTe的接合及其热电性能”Proc.4th国际功能梯度材料研讨会。

米田征司: "n型PbTeの熱履歴抑制効果" 熱電変換シンポジウム'97論文集. 32-33 (1997)

Seiji Yoneda：“n 型 PbTe 的热历史抑制效应”Thermoelectric Conversion Symposium 97 Proceedings 32-33 (1997)。

米田征司: "PbTe熱電材料の比抵抗の温度履歴" Journal of Advanced Science. 9. 21-25 (1997)

Seiji Yoneda：“PbTe 热电材料电阻率的温度历史”《先进科学杂志》9. 21-25 (1997)。

S.Yoneda: "Improvement and thermal stability of thermoelectric properties for n-type segmented PbTe" Proc.4th International Symposium on Functionally Graded Mate-rials. 575-580 (1997)

S.Yoneda：“n 型分段 PbTe 热电性能的改进和热稳定性”Proc.4th 国际功能梯度材料研讨会。