燃焼合成による高温用熱電素子の製造

燃烧合成法制造高温热电元件

• 批准号: 10875146
• 负责人: 八木 順一郎
• 金额: --
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10875146/
• 关键词: 環境; 省エネルギー; 工業排熱; 燃焼合成; 熱電素子; 硅化鉄

本研究では鉄およびシリコン粉末を十分に混合した圧粉成型体を各種雰囲気で加熱することにより、燃焼合成反応(Fe+2Si=β-FeSi_2)を試みた。この固相発熱反応(ΔH=-81.2kJ/mole)により、反応熱を高密度に利用して熱電素子原料β-FeSi_2を安価に製造する省エネプロセスの可能性を検討した。実験では真空、アルゴンおよび水素雰囲気において試料を均一加熱後、生成物を分析した。特に粒子間の接触面積の増大,十分な分散性,酸化防止等に留意し試料を準備した。また反応速度や反応熱の測定は高感度走査型示差熱計(DSC)、反応形態は高温顕微鏡や高温ステージ付き走査型電子顕微鏡(SEM)を使用し研究を行った。その結果、目的生成物の合成に成功したことを確認したものの、他の生成物(Fe_3Si_5、FeSi)も混在すること、純度の向上のためには助燃剤の効果をさらに調査する必要性があることなど、有益な知見が得られた。

In this study, we tried to mix iron and silicon powders and heat them up to various temperatures to synthesize (Fe+2Si=β-FeSi2). With this solid-phase heat-generating reactor (ΔH=-81.2kJ/mole), the possibility of a cost-effective solution for the safe production of the thermoelectric proton raw material β-FeSi_2 by utilizing the reaction heat at high density was discussed. After uniform heating of the sample, the product is analyzed. Special attention should be paid to the increase of contact area between particles, dispersion, acidification prevention, etc. The measurement of reaction velocity and reaction heat was studied by using high sensitivity differential calorimeter (DSC), high temperature electron microscope (SEM) and high temperature electron microscope (SEM). The results of the synthesis of the target products are confirmed, and the other products (Fe_3Si_5, FeSi) are mixed. The purity of the target products is improved.