反応析出法によるナノ微粒子分散を施した環境半導体熱電変換材料の創成と高性能化

利用反应沉淀法纳米粒子分散的环境半导体热电转换材料的创建和性能改进

• 批准号: 18760551
• 负责人: 井藤 幹夫
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760551/
• 关键词: 熱電変換材料; 環境半導体; 微粒子分散; 反応析出法; 金属相複合化; 熱伝導率; 比抵抗; ゼーベック係数

n型β-FeSi_2熱電変換材料であるFe_<0.98>Co_<0.02>Si_2化合物を対象に,AgOあるいはCuO粉末を10〜15at.%添加し,メカニカルグラインディング(MG)処理を施すことにより,β相中へのAg相あるいはCu相およびSiO2相の微細分散化を行った場合,AgOまたはCuOとSiの間の反応析出プロセスにより,Ag,Cu,SiO_2,ε-FeSiが生成され,これらの各相がβ母相中に第2相として粒径10ナノメートル前後のナノスケールで微細分散され,熱伝導率の効果的な低減に極めて有効であることが確認されたが,一方,金属相の析出により比抵抗も大きく低減できるものの,ゼーベック係数が大きく減少した.このゼーベック係数の減少を抑制するためには副生成物である金属相のε-FeSi相量を減少させる必要があると考えられたため,これにさらにSi粉末を添加した試料の合成を試みた.その結果,ε-FeSi相の析出を完全に抑制することはできなかったものの,その析出量をある程度低減することにより,ゼーベック係数の低下を抑えることに成功した.また,ナノ分散材の減少に伴う熱伝導率の上昇はほとんど起こらないことも確かめられた.以上の結果から,Si粉末の追加添加は無次元性能指数の向上に有効であることが分かった.このように,母相となるシリサイド系材料に,SiO_2相よりも化学的に不安定なAgOやCuO相を添加しMG処理することによる反応析出プロセスが,AgやCu粉末を単純混合したMG処理に比較して,金属相のナノ微粒子分散に極めて効果的であることが明らかとなった.

N beta FeSi_2 thermoelectric variations in material で あ る Fe_ < 0.98 > Co_ < 0.02 > を Si_2 compounds like に seaborne, line あ る い は CuO powder を 10 ~ 15 palawan % add し, メ カ ニ カ ル グ ラ イ ン デ ィ ン グ (MG) 処 Richard を shi す こ と に よ り, beta phase へ の Ag phase あ る い は Cu phase お よ の び SiO2 phase line fine decentralization を っ た occasions, a line ま た は CuO と Si の の anti 応 between precipitation プ ロ セ ス に よ り, Ag, Cu, SiO_2, epsilon - FeSi が generated さ れ, こ れ ら の mother が in beta phase に phase 2 と し て size 10 ナ ノ メ ー ト ル before and after の ナ ノ ス ケ ー ル で fine dispersed さ れ, hot 伝 conductivity の Unseen fruit な low reduction に extremely め て have sharper で あ る こ と が confirm さ れ た が, side, metal precipitate phase の に よ り than resistance も き く low cut で き る も の の, ゼ ー ベ ッ ク coefficient が big き く reduce し た. こ の ゼ ー ベ ッ ク coefficient decrease の the を す る た め に は deputy products で あ る metallic phase の epsilon - FeSi phasor を reduce さ せ る necessary が あ る と exam え ら れ た た め, こ れ に さ ら に Si powder を add し た try material の synthetic を み た. そ の results, epsilon - FeSi precipitate phase の を に completely inhibit す る こ と は で き な か っ た も の の, そ の precipitation amount を あ る low degree reduction す る こ と に よ り, ゼ ー ベ ッ ク coefficient of low の を え suppression る こ と に successful し た. ま た, ナ ノ dispersed materials の reduce に with う 伝 heat conductivity の rise は ほ と ん ど up こ ら な い こ と も か indeed め ら れ た. の above results か ら, Si powder の adding additional は without dimensional performance index の に up have a sharper で あ る こ と が points か っ た. こ の よ う に, parent phase と な る シ リ サ イ ド material に, SiO_2 phase よ り も chemical に unrest な line や CuO phase を add し MG 処 Richard す る こ と に よ る anti precipitation 応 プ ロ セ ス が, Ag や Cu powder を 単 pure mixed し た MG 処 Richard に compare し て, metallic phase の ナ ノ particles dispersed に extremely め て unseen fruit で あ る こ と が Ming ら か と な っ た.

项目成果

Effects of Mechanical Milling with Ag Powder on Thermoelectric Properties of Na_xCo_2O_4 Polycrystal Synthesized through Citric Acid Complex Process

银粉机械研磨对柠檬酸络合法合成Na_xCo_2O_4多晶热电性能的影响

• 发表时间: 2008
• 期刊: J. Jpn. Soc. Powder, Powder Metallurgy 55
• 作者: Mikio Ito;Junji Sumiyoshi
• 通讯作者: Junji Sumiyoshi

AgO添加メカニカルミリンダによりAgを微細分散させたβ-FeSi_2焼結体の作製と熱電特性

添加AgO机械研磨制备Ag细分散β-FeSi_2烧结体及其热电性能

• 发表时间: 2008
• 作者: 井藤幹夫;竹本功二
• 通讯作者: 竹本功二