熱・電気直接変換方式による発電デバイスの開発

开发利用直接热/电转换方法的发电装置

• 批准号: 02203120
• 负责人: 松原 覚衛
• 金额: $ 22.4万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 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: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02203120/
• 关键词: アモルファス金属; FeSi_2; プラズマ・プロセス; 薄膜; 超微粒子; セラミックス; AMTEC

(1)O_2ーイオン照射、またはFeとSiOとの反応により推積したFeSi_2アモルファス薄膜は、熱処理で粒径が20〜100ÅのFeの超微粒子を含むグラニュラ-(granular)構造となり、比較的広い温度領域でS〜6mV/degの巨大熱起電力をもつ。また、O_2ープラズマ(13.56MHz)中で処理したp,nーFeSi_2セラミックス熱電素子一対で、開放電流Vo〜0.45V、短絡電流Is〜20A/cm^2が得られた。これは、これまでの材料の出力の約10倍である。(山口大・工 松原)(2)高温・超高圧(〜1200℃、3〜5GPa)極限条件下で合成したFe_<1ーX>Ru_XSi_2セラミックスは、β相の転移温度領域が高く(〜1000℃)、高温度で安定な熱電材料として期待できることを明らかにした。(東北大・工 島田)(3)ポリ・カルボシラン(PCS)を原料としたCVDにより作製した多孔質SiCセラミックス熱電材料の微細構造、積層欠陥、空孔(void)が熱電材料としての発電特性に及ぼす影響について検討し、これらの構造欠陥を制御して発電性能をアップする条件を明らかにした。(東京大・工 河本)(4)AMTECの主要材料であるβ"ーアルミナ焼結体の化学的構造安定性(耐食性)が微量のマグネシア(MgO)の添加で改善できることを明らかにした。この素材を用いてAMTEC発電器を作製し、その基本的な動作実験により優位性を明らかにした。(九州大・工 加藤)(5)AMTEC主要材料であるβ、β"ーアルミナ・セラミックスの長寿命化と高性能化を目的として、高純度β、β"ーアルミナ微粒子のプロセッシング、セラミックス粒子の均一性、微細構造制御にポイントをおいて研究し、有益な基礎的知見を得ている。(鹿児島大・工 平田)

(1)O FeSi_2 thin films, heat treatment, Fe ultrafine particles with particle size of 20 ~ 100 μ m, high thermal excitation power of S ~ 6mV/deg in temperature range. In the middle of the process, p,n, FeSi_2 and FeSi_2 are added to the pyroelement pairs. The open current Vo ~ 0.45V and the short-circuit current Is ~ 20A/cm^2 are obtained. The output of the material is about 10 times that of the material. (Yamaguchi Daiwa·Takamatsuhara)(2) High temperature and ultra-high pressure (~ 1200℃, 3 ~ 5GPa) limit conditions for synthesis of Fe_<1-X>Ru_XSi_2, beta phase transition temperature range is high (~ 1000℃), high temperature and stability of thermoelectric materials are expected. (Tohoku Daishimada)(3) The fine structure, lamination defects and voids of porous SiC thermoelectric materials affect the electrical transmission characteristics of thermoelectric materials, and the conditions for controlling the electrical transmission performance of thermoelectric materials are clearly described. (Tokyo Daikawamoto)(4) Chemical structural stability (food resistance) of AMTEC sintered body with the addition of trace amounts of MgO This material is used in the manufacture of AMTEC transmitters, and the basic operation of AMTEC transmitters is clearly defined. (5)AMTEC main materials: β, β", (Kagoshima Dai-Kōhira)

项目成果

松原 覚衛: "FeSi_2系アモルファス熱電材料" 日本材料科学会. 27(5). 270-278 (1990)

松原角惠：“FeSi_2基非晶热电材料”日本材料学会270-278（1990）。

松原 覚衛: "プラズマ・イオンプロセス技術と新素材ー新しいFeSi_2系非晶質合金ー" 表面技術協会. 41(11). 78-84 (1990)

松原角惠：“等离子离子加工技术与新材料——新型FeSi_2基非晶合金”表面技术协会41(11)(1990)。

H.TAGAWA,K.TSUCHIDA and A.KATO: "Interaction between β"ーalumina and Liquid Sodium at 700℃" J.Mater.Sci.Lett.10. 96-100 (1991)

H.TAGAWA、K.TSUCHIDA 和 A.KATO：“β”-氧化铝与液态钠在 700℃ 下的相互作用”J.Mater.Sci.Lett.10. 96-100 (1991)

K.NAGAO,M.SUEHIRO,K.KAWAMURA,and K.MATSUBARA: "Structural and Thermoelectric Properties of Amorphous FeSi_2 Films Irradiated with O_2 Ions" Proc.13th Symp.on Ion Sour.and IonーAssist.Technol.245-248 (1990)

K.NAGAO、M.SUEHIRO、K.KAWAMURA 和 K.MATSUBARA：“O_2 离子辐照的非晶 FeSi_2 薄膜的结构和热电性能”Proc.13th Symp.on Ion Sour.and IonAssist.Technol.245-248 (1990)

Y.HIRATA,K.SHIMADA and Y.ISHIHARA: "Characterization and Sintering of MgOーDoped βーAlumina powders Prepared by the Hydrolysis of Metal Alkoxides" 日本セラミックス協会誌. 98. 630-638 (1990)

Y.HIRATA、K.SHIMADA 和 Y.ISHIHARA：“金属醇盐水解制备的 MgO 掺杂 β-氧化铝粉末的表征和烧结”日本陶瓷协会杂志 98. 630-638 (1990)。