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不定比酸化チタンの熱電変換効果に関する研究

非化学计量氧化钛热电转换效应研究

基本信息

批准号：
18750171
负责人：
露本伊佐男
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Kanazawa Institute of Technology
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

项目摘要

(100)、(110)、(111)、(001)の各面を有するルチル型酸化チタンの単結晶試料(10mm×10mm×0.5mm)を原料として、水素雰囲気中、950℃で還元し、濃青色の不定比酸化チタンを得た。(100)、(001)の両面は(111)、(110)に比して、水素で還元されやすく、前の2試料はTiO_<1.98>、後の2試料はTiO_<1.99>の組成となった。これは(100)、(001)の両面に酸素原子が配列しているためと考えられる。単結晶の還元体はラウエ写真、及び4軸X線回折図形から単結晶性を保ちつつも、長周期構造が出現していることがわかった。各面に平行な方向([010]、[001]、[110])のゼーベック係数は25℃で0.17〜0.24mV/Kの範囲にあり、電気伝導率は6.68〜9.39 Scm^<-1>の範囲にあった。電気伝導率は半導体的な挙動を示し、温度上昇とともに増加したが、ゼーベック係数は低下した。熱伝導率を1Wm-1K-1として無次元性能指数を比較したところ、0.008〜0.016の範囲で、温度による大きな違いはなかった。このことから、室温でも使用可能な熱電変換素子としての応用が期待できる。また、電気伝導率を増加させて、性能指数を改善するため、不定比酸化チタン粉末試料に炭素粉末を5〜30%混合して導電性を付与する実験を行った。その結果、5〜10%の混合比のときは、ゼーベック係数を維持したまま、電気伝導率を増やせることを見いだした。炭素が15%以上になると、ゼーベック係数はゼロとなった。粉末成型体を熱電変換材料として使用する場合は炭素を10%以内の割合で混合することにより、性能指数を改善できることがわかった。

(100)A single crystalline sample (10mm×10mm× 0.5 mm) of various surfaces of (110),(111), and (001) was obtained from raw materials, water, and 950℃. (100)(001),(111),(110),(100<1.98><1.99>(100),(001) and (100) are the atomic pairs of acid elements. Single crystal structure, single crystal structure Each plane is parallel to the direction ([010],[001],[110]), and the coefficient is 0.17 ~ 0.24mV/K at 25℃. The conductivity is 6.68 ~ 9.39Scm ^<-1>. The conductivity of the semiconductor increases with temperature and decreases with coefficient. The thermal conductivity is approximately 1Wm-1 K-1 and the dimensionless performance index is compared. The range is 0.008 ~ 0.016, and the temperature is very high. The temperature and temperature of the thermoelectric converter are different. Increase in electrical conductivity, improvement in performance index, variable ratio acidification, 5 - 30% mixing of carbon powder, and improvement in conductivity As a result, the mixing ratio of 5 ~ 10% is maintained, and the electrical conductivity is increased. Carbon is more than 15%. When the powder molded body is used as a thermoelectric conversion material, it is mixed with carbon within 10%. The performance index is improved.