高温熱直接発電用新素材の開発

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1.O_2、C_2H_2ガスのrf-反応プラズマ(13.56MHz)中でFeSi_2粉体の処理を行った。この焼結体の熱起電力は、プラズマ処理をしない場合に比べて著しく増加することがわかった。その増加率は、O_2ープラズマで約5倍、C_2H_2ープラズマで約1.5〜2倍であり従来の焼結体より少なくとも電気的出力が20倍程度アップできた。(松原)2.ECRプラズマを用いて、βーボロンB_4C高融点熱電材料の薄膜形成を行い、作製条件の最適化について検討した。その結果、膜中のB-C結合濃度はメタン濃度と水素の含有量で膜中のB-C結合濃度が制御できることがわかった。(権田)3.Si、Geをベースにした低次元材料について、高周波プラズマCVDによりアモルファス膜を作成し、原子構造、添加する不純物によって熱起電力特性を改善できることがわかった。Si、Ge中への不純物として、B、Pが有効である。(木村)4.NaCl型のLi_xM_<1-x>O(M:第一遷移金属)、ペロブスカイト型(Re_<1-x>Ca_x)MnO_3、ルチル型MO_<2-x>F_xについて、超高圧法を適用して新規の結晶構造をもつ高温熱電材料が得られる可能性を示した。(島田)5.主として、ホー化物(TaB_2、ZrB_2)について、ジボラン(B┣D22H┣D26┫D2)の熱CVDによる薄膜電極形成を行った。その結果、(Ta┣D20.7┫D2Hf┣D20.3┫D2)C、(Ta┣D20.8┫D2Hf┣D20.2)Cの化合物組成の炭化物薄膜電極は、熱電子放射能が高く、2000℃以上の高温度領域で安定性が高いことを明らかにした。(矢田)6.β、βーアルミナの高温度での耐久性はアルミナの密度が大きいほど、また粒成長したものほど高いことを明らかにした。また、電極材料としては、TiC、NbCの炭化物、さらにNbNの窒化物が優れていることを明らかにした。(加藤)