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湿式法による高熱電能FeSi系酸化物膜の高速形成

湿法快速形成高热电势FeSi基氧化膜

基本信息

批准号：
04203214
负责人：
阿部正紀
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04203214/
关键词：
熱電材料 FeSi_2 フェライトめっき

项目摘要

1.Fe(SiO_x)_y膜の作製と熱電特性光照射フェライトメッキを用い、焼結アルミナ(20x20x1.1cm^3)基板上に膜を作製した。Feイオンは、Fe^<3+>のロッシェル塩によるキレート水溶液を用いた。一方、Siイオンはケイ酸ナトリウムあるいはシリコーンエマルジョンの水溶液を用い、出発水溶液を検討した。ケイ酸ナトリウム水溶液を用いた場合には、SiO_x膜中にFe微粒子が分散した連続膜(Fe(SiO_x)_y)を作製できた。作製したFe(SiO_x)_y膜の電気伝導はトンネル伝導による可能性も示唆された。この膜の熱電能は膜の組成に依存するが、〜100〜250μV/Kであり焼結法により作製されたセラミックスの値とほぼ同じ値を得た。一方、シリコーンエマルジョンを用いた場合にはSiが膜中にほとんど取り込まれず、Fe_3O_4膜が形成され易いことがわかった。この膜の電気伝導率は大きく、また、熱電能は数μV/Kであった。膜堆積速度はいずれの場合も〜30nm/minであり、実用化のためにはより一層の高速化が望まれる。2.FeSi_2微粒子のフェライトコーティング FeSi_2微粒子を焼結する時の結晶成長を抑制することにより熱伝導率を低下させ、熱電変換効率を向上させることを目的としてFeSi_2微粒子表面フェライトを複覆した。フェライトメッキ法を用いて粒系〜1〜2μmのFeSi_2微粒子の表面にFe_3O_4などのフェライトを複覆するための条件を検討した。温度を75℃に保った反応層の中に錯化剤(CH_3COONH_4)を溶解し、FeSi_2微粒子をこの水溶液中に分散させ、反応液(FeCl_2)と酸化液(NaNO_2)を間欠的に送り込んだ。反応中のpHとORP(酸化還元電位)をコントロールすることによりFeSi_2微粒子の表面にFe_3O_4を形成できることがわかった。今後、Fe_3O_4を複覆したFeSi_2微粒子を用いてセラミックスを作製し、作製条件と熱電特性との関係を明らかにする予定である。

1. Fabrication and thermoelectric properties of Fe (SiO_x)_y film. Fe^3+> and Fe^3+> are used in aqueous solutions. A solution of silicon dioxide in water is prepared. In the case of aqueous solution of Fe(SiO_x), Fe particles are dispersed in SiO_x film and Fe(SiO_x)_y film is prepared. The possibility of electrical conduction in Fe(SiO_x)_y films is discussed. The thermoelectric energy of the film depends on the composition of the film. The temperature of the film is ~ 100 ~ 250μV/K. In the case of Si film, Fe_3O_4 film is formed easily. The electrical conductivity of the film is high, and the thermoelectric energy is high. The film deposition speed is from 30nm/min to 30nm/min. 2. FeSi_2 fine particle surface temperature and temperature are controlled by thermal conductivity and thermal conductivity. The conditions for the formation of Fe_3O_4 particles on the surface of FeSi_2 particles with particle size of ~ 1 ~ 2μm are discussed. At 75℃, the chemical agent (CH_3COONH_4) in the reaction layer was dissolved, FeSi_2 particles were dispersed in the aqueous solution, and the reaction solution (FeCl_2) and acidizing solution (NaNO_2) were mixed. pH and ORP(Acidification Reduction Potential) in the reaction medium can cause the formation of Fe_3O_4 on the surface of FeSi_2 particles. In the future, Fe_3O_4-coated FeSi_2 particles can be used in the preparation of Fe_3O_4-coated FeSi_2 particles, and the relationship between the preparation conditions and thermoelectric characteristics can be determined.