ケイ化物を用いた無毒性高効率熱電変換材料の開発

利用硅化物开发无毒高效热电转换材料

• 批准号: 12750593
• 负责人: 西山 伸
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Chiba 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: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750593/
• 关键词: 熱電変換; 熱起電力; ゼーベック係数; 電気伝導度; ケイ化コバルト; 複合体; ホウ素置換; 電子状態密度; 希土類金属ケイ化物; 三元系ケイ化物; 高温安定性; 電子状態密度計算

熱電発電とは、温度差のあるところから電気エネルギーを直接取り出す発電方式であり、環境にやさしい発電方法として関心が高まっている。これに必要な材料が熱電変換材料であるが、その中で金属ケイ化物は、原料が天然に多く存在し、毒性がなく、高い熱電変換効率を持つ材料として注目されている。本研究の初年度では希土類金属元素のケイ化物や三元系のケイ化物について合成と測定を行い、その熱電特性について調査した。本年度では、ケイ化物の中で高い電気伝導度を持つことが知られている二ケイ化コバルトに着目し、特に、ゼーベック係数の絶対値が低いことを改善する目的で、CoSi_2にSiを添加して複合体とする方法と、Siの一部をBで置換する方法の二通りを試み、電気的性質の変化について検討した。具体的にはまず、真空封管したコバルトおよびケイ素粉末を1050℃で2h加熱することにより、二ケイ化コバルトの単一層の粉末を合成し、これを、900℃-125MPa、という温度および圧力下で、2h、HIP焼結することにより相対密度96%を持つ緻密化した焼結体バルク試料を作製することに成功した。次に、この方法でCoSi_2とSiとの複合体バルク試料を作製し、その電気的性質を評価した。その結果、CoとSiのモル比が1:2から1:4.7までは添加量の増加に伴って電気伝導度が低下、ゼーベック係数の絶対値が増加する傾向を示し、モル比が1:4.8を超えると、電気伝導度は急激に上昇、ゼーベック係数の絶対値が低下するという現象を見出した。この結果は、電気伝導を支配している物質がCoSi_2からドープされたSiへ交替するというパーコレーションの観点から説明することができた。一方、Siの一部をBで置換して得られたバルク試料の電気伝導度は半導体的となり、その値は置換量と共に低下した。また、そのゼーベック係数はほとんど変化しなかった。この結果から、ホウ素の置換がCoSi_2の電子移動度を低下させるものの、電子状態にはあまり影響を及ぼさないことがわかった。

The temperature difference, temperature difference and temperature difference. It is necessary to use the necessary materials, such as materials, metal compounds, raw materials, natural materials, toxicity, high toxicity, high temperature, low temperature, low temperature, high toxicity, low toxicity, high toxicity, high toxicity, In the early years of this study, the ternary system of rare earth metal elements, rare earth metals, rare earth metal elements, rare earth metal elements, This year, the high-speed electrical equipment in this year's high-speed electrical equipment, high-speed electrical equipment, high-voltage electrical equipment, high-speed electrical equipment, high-speed electrical equipment, high-voltage electronic equipment, high-voltage electrical equipment, high-performance electronic equipment, high-performance electronic equipment, high-speed electrical equipment, high-voltage electronic equipment, high-performance electronic equipment, high-speed electrical equipment, high-performance electronic equipment The specific temperature, vacuum seal, temperature, temperature The second, the second The results showed that the temperature at 1:2 was significantly higher than that at 1:2, and the temperature was lower than that at the same time. The results showed that the temperature of the battery was lower than that of the control, the temperature of the battery was higher than that of the previous one, and the temperature of the battery was lower than that of the control. As a result of the results, the computer directs and directs the equipment, CoSi_2 and Si, alternately and alternately, to make sure that the information is clear. One side, one side, one part, one part I don't know. I don't know. I don't know. The results show that the CoSi_2 computer mobility is low, the power supply is low, the computer status is affected, and the performance is not affected.

项目成果

S. Nishiyama, T. Hattori: "Electrical Conductivity and Thermoelectricity of ZnSb_2O_6 and (Zn_<1-x>M_x) Sb_2O_6 (M=Co, Ni, Cu) Ceramics"Journal of the Ceramic Society of Japan. 108. 435-38 (2000)

S. Nishiyama、T. Hattori：“ZnSb_2O_6 和 (Zn_<1-x>M_x) Sb_2O_6 (M=Co、Ni、Cu) 陶瓷的电导率和热电性”日本陶瓷学会杂志。

S.Nishiyama, M.Kimura, T.Hattori: "P-type Electriocal Conductivity of LaInO_3 Based Ceramics and Calculation of Its Density of States"Key Engineering Materials. 216. 65-68 (2002)

S.Nishiyama、M.Kimura、T.Hattori：“LaInO_3基陶瓷的P型导电性及其态密度的计算”关键工程材料。

S.Nishiyama, T.Hattori: "Electrical Conductivity and Thermoelectricity of ZnSb_2O_6 and (Zn_<1.x>M_x)Sb_2O_6(M=Co,Ni,Cu)Ceramics"Journal of the Ceramic Society of Japan. 108. 435-438 (2000)

S.Nishiyama、T.Hattori：“ZnSb_2O_6 和 (Zn_<1.x>M_x)Sb_2O_6(M=Co,Ni,Cu)陶瓷的电导率和热电性”日本陶瓷学会杂志。