核分裂生成貴金属の熱電材料への応用に関する研究

裂变贵金属在热电材料中的应用研究

• 批准号: 11780373
• 负责人: 有田 裕二
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Nagoya 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: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11780373/
• 关键词: 熱電材料; 核分裂生成貴金属; ケイ化ルテニウム; ゼーベック係数; 電気抵抗率

核分裂生成貴金属中の主要元素であるルテニウム(Ru)のケイ化物であり、半導体的性質を示すRu_2Si_3に同じく核分裂生成貴金属であるロジウム(Rh)をRuに対し原子数比で4%および6%ほど添加した試料について熱電性能に関する研究を行った。試料は所定の組成になるよう秤量したRu、Rh、Siを精製アルゴン減圧下でアーク溶融させ棒状に整形した後、浮遊溶融帯法(FZ法)にて測定用試料の作成を行った。熱電性能測定は室温から約1100Kの温度範囲で行った。ゼーベック係数は無添加試料においては800K付近でn型からp型への遷移が確認された。一方Rh4%添加試料およびRh6%添加試料では室温から1100Kの測定範囲ではn型のままであった。4%添加のものは1100Kまで値を保ったままだったが6%添加試料では1000K以上で小さくなっていった。電気抵抗率は4%添加試料は500K以下では無添加のものに比べ約1桁小さな値となり、6%添加試料はさらに約40%小さな値となった。今回の結果から熱伝導率が文献値と同じであると仮定して無次元性能指数を計算すると4%添加試料では約1100Kで最大0.78、6%添加試料では約800Kで最大0.41の値となった。Rh4%添加試料の値は、現在高温での代表的な熱電材料であるSiGeを約30%上回っており今後の製造条件最適化によっては目標の無次元性能指数が1を超えることも可能であるという結果を得た。

The main element in the noble metal produced by nuclear fission is Ru2Si3. The atomic ratio of Ru to Rh is 4% to 6% and the thermoelectric properties of the sample are studied. Preparation of sample for determination by measuring Ru, Rh and Si in the prescribed composition, melting rod shaping under reduced pressure and floating melting zone method (FZ method) Thermoelectric properties were measured at room temperature and over a temperature range of about 1100K. The migration of n-type and p-type particles was confirmed at 800K. A Rh4% addition sample or Rh6% addition sample can be measured at room temperature up to 1100K. 4% added to the sample above 1000K. Electrical resistivity: 4% with additive sample: 500K or less; no additive sample: 1%, 6% with additive sample: 40%; The thermal conductivity is about 1100K with 4% addition of the sample and 0.78 K with 6% addition of the sample. Rh4% added sample value, now high temperature, representative thermoelectric material, SiGe, about 30%, future production conditions optimization, purpose, dimensionless performance index, 1, possible, results obtained