JP2000269559A - 熱電素子およびその製造方法 - Google Patents
熱電素子およびその製造方法Info
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- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｍｇ2Ｓｉ系熱電材料でなる熱電層に、接合
強度が高く電気的接合特性も良好な電極が形成された熱
電素子を提供する。 【解決手段】 Ｍｇ2Ｓｉの顆粒に、Ｍｇ2Ｇｅの顆粒や
添加剤の粉末を粉砕・混合する。この混合物をＮｉでな
る２枚の電極板（電極層）１２の間に充填して成形し、
プラズマ焼結炉で温度１１８０〜１２００℃で焼結させ
る。この結果、Ｍｇ2ＳｉはＮｉと一体的に焼結され
る。Ｍｇ2ＳｉとＮｉとの接合部では、ＭｇとＮｉとが
相互に拡散した拡散領域１３を形成する。焼結されて接
合した熱電材料層１１と電極層１２との接合部の電気抵
抗値は０．０１Ω／ｃｍ2と低抵抗となり、良好な電気
特性を有する。また、電極層１２を熱電材料層１１に対
する引っ張り強度を求めると、１１００〜１２１０℃の
温度で焼結させた熱電素子１０では強固な破壊強度と有
する。
強度が高く電気的接合特性も良好な電極が形成された熱
電素子を提供する。 【解決手段】 Ｍｇ2Ｓｉの顆粒に、Ｍｇ2Ｇｅの顆粒や
添加剤の粉末を粉砕・混合する。この混合物をＮｉでな
る２枚の電極板（電極層）１２の間に充填して成形し、
プラズマ焼結炉で温度１１８０〜１２００℃で焼結させ
る。この結果、Ｍｇ2ＳｉはＮｉと一体的に焼結され
る。Ｍｇ2ＳｉとＮｉとの接合部では、ＭｇとＮｉとが
相互に拡散した拡散領域１３を形成する。焼結されて接
合した熱電材料層１１と電極層１２との接合部の電気抵
抗値は０．０１Ω／ｃｍ2と低抵抗となり、良好な電気
特性を有する。また、電極層１２を熱電材料層１１に対
する引っ張り強度を求めると、１１００〜１２１０℃の
温度で焼結させた熱電素子１０では強固な破壊強度と有
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は熱電素子およびその
製造方法に関し、更に詳しくは、例えばＭｇ2Ｓｉ系の
熱電材料でなる熱電層に電極を接合・形成する方法に関
する。
製造方法に関し、更に詳しくは、例えばＭｇ2Ｓｉ系の
熱電材料でなる熱電層に電極を接合・形成する方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、熱電素子の電極形成方法として、
特開平８−２２８０２８号公報記載に係る技術が知られ
ている。この技術は、鉄珪化物系（Ｆｅ-Ｓｉ系）の熱
電材料でなる熱電層に電気メッキ法で電極を形成するに
際し、前処理として化学的エッチングを施すというもの
である。この技術を用いることにより、メッキ層の接合
強度の向上を図っている。
特開平８−２２８０２８号公報記載に係る技術が知られ
ている。この技術は、鉄珪化物系（Ｆｅ-Ｓｉ系）の熱
電材料でなる熱電層に電気メッキ法で電極を形成するに
際し、前処理として化学的エッチングを施すというもの
である。この技術を用いることにより、メッキ層の接合
強度の向上を図っている。
【０００３】一方、図３に示すように、Ｍｇ2Ｓｉ系の
熱電材料を熱電層とする熱電素子の開発が行われてい
る。この熱電素子１を形成する方法としては、熱電層２
の両側部にメッキ層３を介在させた後、メッキ層３の表
面側に電極４を形成するという方法が考えられている。
これら熱電層２と電極４との間に形成されるメッキ層３
は、電気メッキ法により形成することが提案されてい
る。
熱電材料を熱電層とする熱電素子の開発が行われてい
る。この熱電素子１を形成する方法としては、熱電層２
の両側部にメッキ層３を介在させた後、メッキ層３の表
面側に電極４を形成するという方法が考えられている。
これら熱電層２と電極４との間に形成されるメッキ層３
は、電気メッキ法により形成することが提案されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｍｇ2
Ｓｉ系の熱電材料はマグネシウム（Ｍｇ）のイオン化傾
向が大きいため、電気メッキが困難である。また、Ｍｇ
2Ｓｉ系の熱電材料の表面に無電界メッキ法を用いてメ
ッキ層を形成しようとする場合も、同様の理由で困難で
ある。さらには、熱電層と電極とを直接ろう付けする方
法も考えられるが、Ｍｇ2Ｓｉ系熱電材料は、半導体と
しての特性を示し、ろうの濡れ性が極めて悪いため、こ
の方法も困難である。
Ｓｉ系の熱電材料はマグネシウム（Ｍｇ）のイオン化傾
向が大きいため、電気メッキが困難である。また、Ｍｇ
2Ｓｉ系の熱電材料の表面に無電界メッキ法を用いてメ
ッキ層を形成しようとする場合も、同様の理由で困難で
ある。さらには、熱電層と電極とを直接ろう付けする方
法も考えられるが、Ｍｇ2Ｓｉ系熱電材料は、半導体と
しての特性を示し、ろうの濡れ性が極めて悪いため、こ
の方法も困難である。
【０００５】そこで、本発明が解決しようとする課題
は、Ｍｇ2Ｓｉ系熱電材料でなる熱電層に、接合強度が
高く電気的接合特性も良好な電極が形成された熱電素子
およびその製造方法を得るにはどのような手段を講じれ
ばよいかという点にある。
は、Ｍｇ2Ｓｉ系熱電材料でなる熱電層に、接合強度が
高く電気的接合特性も良好な電極が形成された熱電素子
およびその製造方法を得るにはどのような手段を講じれ
ばよいかという点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
熱電材料層の両側面にそれぞれ金属電極層が形成された
熱電素子であって、前記熱電材料層と前記金属電極層と
の界面近傍に、両層を構成する成分原子が拡散している
ことを特徴とする。
熱電材料層の両側面にそれぞれ金属電極層が形成された
熱電素子であって、前記熱電材料層と前記金属電極層と
の界面近傍に、両層を構成する成分原子が拡散している
ことを特徴とする。
【０００７】このような構成の本発明では、金属電極層
と熱電材料層とを構成する成分原子が接合部近傍に拡散
しているため、金属電極層と熱電材料層との接合部分で
の電気抵抗を低くすることができるとともに、接合強度
を向上させることができる。
と熱電材料層とを構成する成分原子が接合部近傍に拡散
しているため、金属電極層と熱電材料層との接合部分で
の電気抵抗を低くすることができるとともに、接合強度
を向上させることができる。
【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の熱
電素子であって、前記熱電材料層は、マグネシウム珪化
物（Ｍｇ2Ｓｉ）を主に含むことを特徴とする。このよ
うな構成の本発明では、イオン化傾向の大きいＭｇを含
むＭｇ2Ｓｉを熱電材料層として用いて金属電極層を形
成することが可能となる。
電素子であって、前記熱電材料層は、マグネシウム珪化
物（Ｍｇ2Ｓｉ）を主に含むことを特徴とする。このよ
うな構成の本発明では、イオン化傾向の大きいＭｇを含
むＭｇ2Ｓｉを熱電材料層として用いて金属電極層を形
成することが可能となる。
【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１または請
求項２に記載の熱電素子であって、前記熱電材料層は、
前記金属電極層を構成する金属よりイオン化傾向の大き
い原子を構成成分として含むことを特徴とする。請求項
３記載の発明では、金属電極層を構成する金属よりもイ
オン化傾向の大きい原子を含む熱電材料層を用いても、
熱電材料層の両側面に対する接合強度の高い金属電極層
を形成することが可能となる。
求項２に記載の熱電素子であって、前記熱電材料層は、
前記金属電極層を構成する金属よりイオン化傾向の大き
い原子を構成成分として含むことを特徴とする。請求項
３記載の発明では、金属電極層を構成する金属よりもイ
オン化傾向の大きい原子を含む熱電材料層を用いても、
熱電材料層の両側面に対する接合強度の高い金属電極層
を形成することが可能となる。
【００１０】請求項４記載の発明は、請求項１ないし請
求項３のいずれかに記載の熱電素子であって、前記熱電
材料層は前記金属電極層とともにプラズマ焼結されてい
ることを特徴とする。このような構成の請求項４記載の
発明では、プラズマ焼結が融点の異なる材料層どうしの
積層焼結に効果が高いため、従来の電気メッキなどによ
る接合に比べて、熱電材料層と金属電極層との接合強度
を大幅に向上することができる。
求項３のいずれかに記載の熱電素子であって、前記熱電
材料層は前記金属電極層とともにプラズマ焼結されてい
ることを特徴とする。このような構成の請求項４記載の
発明では、プラズマ焼結が融点の異なる材料層どうしの
積層焼結に効果が高いため、従来の電気メッキなどによ
る接合に比べて、熱電材料層と金属電極層との接合強度
を大幅に向上することができる。
【００１１】請求項５記載の発明は、熱電素子の製造方
法であって、熱電材料を主成分とする粉体を、相対向す
る電極板間に充填して成形して焼結用生地を作成した
後、前記焼結用生地をプラズマ焼結炉内に搬入してプラ
ズマ焼結させることを特徴とする。
法であって、熱電材料を主成分とする粉体を、相対向す
る電極板間に充填して成形して焼結用生地を作成した
後、前記焼結用生地をプラズマ焼結炉内に搬入してプラ
ズマ焼結させることを特徴とする。
【００１２】このような構成の請求項５記載の発明で
は、熱電材料が電極板間でプラズマ焼結することで熱電
材料層と電極板との接合部が拡散接合して接合強度が大
きくなる。また、拡散接合であるため、熱電材料層と電
極板との間の電気抵抗を低減させることができる。
は、熱電材料が電極板間でプラズマ焼結することで熱電
材料層と電極板との接合部が拡散接合して接合強度が大
きくなる。また、拡散接合であるため、熱電材料層と電
極板との間の電気抵抗を低減させることができる。
【００１３】請求項６記載の発明は、請求項５記載の熱
電素子の製造方法であって、前記熱電材料はマグネシウ
ム珪化物（Ｍｇ2Ｓｉ）であることを特徴とする。
電素子の製造方法であって、前記熱電材料はマグネシウ
ム珪化物（Ｍｇ2Ｓｉ）であることを特徴とする。
【００１４】このような構成の請求項６記載の発明で
は、イオン化傾向が大きいため電気メッキ法により電極
形成が困難な、マグネシウム（Ｍｇ）を含む熱電材料に
対して、接合強度が強く接合部の電気抵抗の小さな電極
形成を行うことができる。
は、イオン化傾向が大きいため電気メッキ法により電極
形成が困難な、マグネシウム（Ｍｇ）を含む熱電材料に
対して、接合強度が強く接合部の電気抵抗の小さな電極
形成を行うことができる。
【００１５】請求項７記載の発明は、請求項６記載の熱
電素子の製造方法であって、前記電極板はニッケル（Ｎ
ｉ）でなることを特徴とする。この発明では、電極を構
成するＮｉよりもイオン化傾向が大きいＭｇを含む熱電
材料層に対して電極を容易に形成することが可能とな
る。
電素子の製造方法であって、前記電極板はニッケル（Ｎ
ｉ）でなることを特徴とする。この発明では、電極を構
成するＮｉよりもイオン化傾向が大きいＭｇを含む熱電
材料層に対して電極を容易に形成することが可能とな
る。
【００１６】請求項８および請求項９に記載の発明は、
請求項７記載の熱電素子の製造方法であって、前記プラ
ズマ焼結は、１１００℃〜１２１０℃の温度、好ましく
は、１１８０℃〜１２００℃の温度で行うことを特徴と
する。請求項８および請求項９では、このような温度条
件とすることにより、接合部の電気抵抗が０．０１〜
０．１Ω／ｃｍ2程度に小さくなり、良好な電気特性を
得ることができる。また、このような温度条件とするこ
とで、ＮｉとＭｇ2Ｓｉとの焼結を充分に行うことがで
き、電極接合部の引っ張り強度を熱電材料層の破壊強度
以上に強化することが可能となる。
請求項７記載の熱電素子の製造方法であって、前記プラ
ズマ焼結は、１１００℃〜１２１０℃の温度、好ましく
は、１１８０℃〜１２００℃の温度で行うことを特徴と
する。請求項８および請求項９では、このような温度条
件とすることにより、接合部の電気抵抗が０．０１〜
０．１Ω／ｃｍ2程度に小さくなり、良好な電気特性を
得ることができる。また、このような温度条件とするこ
とで、ＮｉとＭｇ2Ｓｉとの焼結を充分に行うことがで
き、電極接合部の引っ張り強度を熱電材料層の破壊強度
以上に強化することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る熱電素子およ
びその製造方法の詳細を実施形態に基づいて説明する。
びその製造方法の詳細を実施形態に基づいて説明する。
【００１８】まず、本実施形態では、図１のフローチャ
ートに示すように、主成分としてのマグネシウム珪化物
（Ｍｇ2Ｓｉ）の顆粒と、マグネシウム（Ｍｇ）とゲル
マニウム（Ｇｅ）との化合物（Ｍｇ2Ｇｅ）の顆粒と、
添加剤の粉末とを粉砕・混合して熱電層材料を作成す
る。その後、成形型内の片面にニッケル（Ｎｉ）でなる
１枚の電極板を配置する。次に、成形型内の電極板上
に、上記した熱電層材料を充填する。次に、熱電層材料
の上に上記ニッケル（Ｎｉ）でなる電極板を対向するよ
うに配置し、焼結用生地を成形する。
ートに示すように、主成分としてのマグネシウム珪化物
（Ｍｇ2Ｓｉ）の顆粒と、マグネシウム（Ｍｇ）とゲル
マニウム（Ｇｅ）との化合物（Ｍｇ2Ｇｅ）の顆粒と、
添加剤の粉末とを粉砕・混合して熱電層材料を作成す
る。その後、成形型内の片面にニッケル（Ｎｉ）でなる
１枚の電極板を配置する。次に、成形型内の電極板上
に、上記した熱電層材料を充填する。次に、熱電層材料
の上に上記ニッケル（Ｎｉ）でなる電極板を対向するよ
うに配置し、焼結用生地を成形する。
【００１９】次に、成形された焼結用生地をプラズマ焼
結炉内に搬入する。なお、上記した成形型は一般的に耐
熱性、導電性を有するカーボン製である。その後、１１
００℃〜１２１０℃（好ましくは、１１８０℃〜１２０
０℃）の温度で焼結用生地をプラズマ焼結させる。その
後、焼結体をプラズマ炉から搬出して素子加工を施し
て、図２に示すような熱電素子１０を製造することがで
きる。
結炉内に搬入する。なお、上記した成形型は一般的に耐
熱性、導電性を有するカーボン製である。その後、１１
００℃〜１２１０℃（好ましくは、１１８０℃〜１２０
０℃）の温度で焼結用生地をプラズマ焼結させる。その
後、焼結体をプラズマ炉から搬出して素子加工を施し
て、図２に示すような熱電素子１０を製造することがで
きる。
【００２０】本実施形態で製造された熱電素子１０は、
図２に示すように、主にＭｇ2Ｓｉでなる熱電材料層
（焼結体）１１の両側面にＮｉでなる電極層１２が一体
的に形成されている。これら熱電材料層１１と電極層１
２との接合部では、熱電材料中のＭｇ原子が電極層１２
側へ拡散するとともに、電極層１２の材料であるＮｉ原
子が熱電材料層１１側へ拡散している。同図中、１３が
熱電材料層１１と電極層１２との接合部の拡散領域を示
している。
図２に示すように、主にＭｇ2Ｓｉでなる熱電材料層
（焼結体）１１の両側面にＮｉでなる電極層１２が一体
的に形成されている。これら熱電材料層１１と電極層１
２との接合部では、熱電材料中のＭｇ原子が電極層１２
側へ拡散するとともに、電極層１２の材料であるＮｉ原
子が熱電材料層１１側へ拡散している。同図中、１３が
熱電材料層１１と電極層１２との接合部の拡散領域を示
している。
【００２１】このような構成の熱電素子１０は、拡散領
域１３を介して熱電材料層１１と電極層１２とが強固に
接合している。プラズマ焼結温度を変えて焼結させた試
料を用いて、それぞれの電極層１２と熱電材料層１１と
を引っ張り試験機を用いて引っ張り強度を測定し、熱電
材料層１１のみの破壊強度と比較した判定結果を下表１
に示す。
域１３を介して熱電材料層１１と電極層１２とが強固に
接合している。プラズマ焼結温度を変えて焼結させた試
料を用いて、それぞれの電極層１２と熱電材料層１１と
を引っ張り試験機を用いて引っ張り強度を測定し、熱電
材料層１１のみの破壊強度と比較した判定結果を下表１
に示す。
【００２２】
【表１】 上記表１の結果から、１１００℃〜１２１０℃の範囲で
プラズマ焼結して製造した熱電素子１０の電極接合強度
が良好であることが判る。なお、１０００℃の温度でプ
ラズマ焼結した場合は未焼結状態であり、１２２０℃の
温度では材料が熔融する不都合が発生した。
プラズマ焼結して製造した熱電素子１０の電極接合強度
が良好であることが判る。なお、１０００℃の温度でプ
ラズマ焼結した場合は未焼結状態であり、１２２０℃の
温度では材料が熔融する不都合が発生した。
【００２３】次に、拡散領域１３の抵抗値と焼結温度と
の関係を測定した結果を下表２に示す。
の関係を測定した結果を下表２に示す。
【００２４】
【表２】 上記表２から、１１００℃の焼結温度で抵抗値が０．１
Ω／ｃｍ2、１１５０℃で抵抗値が０．０５Ω／ｃｍ2で
あったが、１１８０℃〜１２１０℃の範囲では抵抗値が
０．０１となり良好な電気特性を示すことが判る。この
ような結果から、プラズマ焼結に要する温度は、１１０
０℃〜１２１０℃であり、材料の熔融温度を勘案する
と、好ましくは１１８０℃〜１２００℃となる。
Ω／ｃｍ2、１１５０℃で抵抗値が０．０５Ω／ｃｍ2で
あったが、１１８０℃〜１２１０℃の範囲では抵抗値が
０．０１となり良好な電気特性を示すことが判る。この
ような結果から、プラズマ焼結に要する温度は、１１０
０℃〜１２１０℃であり、材料の熔融温度を勘案する
と、好ましくは１１８０℃〜１２００℃となる。
【００２５】このように、本実施形態では、従来、電気
メッキ法やろう付けが困難とされた、Ｍｇ2ＳｉとＮｉ
との接合を強固にすることができ、しかも接合部の電気
特性を良好にすることができる。すなわち、従来におい
て製造が困難とされた、Ｍｇ2Ｓｉ系の熱電材料の熱電
素子を本実施形態により実現することが可能となる。
メッキ法やろう付けが困難とされた、Ｍｇ2ＳｉとＮｉ
との接合を強固にすることができ、しかも接合部の電気
特性を良好にすることができる。すなわち、従来におい
て製造が困難とされた、Ｍｇ2Ｓｉ系の熱電材料の熱電
素子を本実施形態により実現することが可能となる。
【００２６】以上、実施形態について説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、構成の要旨に付随
する各種の変更が可能である。例えば、上記した実施形
態では、熱電材料としてＭｇ2Ｓｉを用いたが、他の熱
電材料を用いて本発明を適用することも勿論可能であ
る。熱電材料中に電極材料よりもイオン化傾向の大きい
成分原子を含む場合は、通常、電気メッキ法で電極形成
が行えないが、本発明を適用することで熱電素子の製造
が可能となる。また、電極材料としては、Ｎｉ以外に他
の金属材料や合金材料などを用いることが可能である。
明はこれに限定されるものではなく、構成の要旨に付随
する各種の変更が可能である。例えば、上記した実施形
態では、熱電材料としてＭｇ2Ｓｉを用いたが、他の熱
電材料を用いて本発明を適用することも勿論可能であ
る。熱電材料中に電極材料よりもイオン化傾向の大きい
成分原子を含む場合は、通常、電気メッキ法で電極形成
が行えないが、本発明を適用することで熱電素子の製造
が可能となる。また、電極材料としては、Ｎｉ以外に他
の金属材料や合金材料などを用いることが可能である。
【００２７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、金属電極層と熱電材料層とを構
成する成分原子が接合部近傍に拡散しているため、金属
電極層と熱電材料層との接合部分での電気抵抗を低くす
ることができるとともに、接合強度を向上させる効果を
有する。
１記載の発明によれば、金属電極層と熱電材料層とを構
成する成分原子が接合部近傍に拡散しているため、金属
電極層と熱電材料層との接合部分での電気抵抗を低くす
ることができるとともに、接合強度を向上させる効果を
有する。
【００２８】請求項２記載の発明によれば、請求項１の
効果に加えて、イオン化傾向の大きいＭｇを含むＭｇ2
Ｓｉを熱電材料層として用いて金属電極層を形成するこ
とができる。
効果に加えて、イオン化傾向の大きいＭｇを含むＭｇ2
Ｓｉを熱電材料層として用いて金属電極層を形成するこ
とができる。
【００２９】請求項３記載の発明によれば、請求項１お
よび請求項２の効果に加えて、金属電極層を構成する金
属よりもイオン化傾向の大きい原子を含む熱電材料層を
用いても、熱電材料層の両側面に対する接合強度の高い
金属電極層を形成することができる。
よび請求項２の効果に加えて、金属電極層を構成する金
属よりもイオン化傾向の大きい原子を含む熱電材料層を
用いても、熱電材料層の両側面に対する接合強度の高い
金属電極層を形成することができる。
【００３０】請求項４記載の発明によれば、請求項１な
いし請求項３の効果に加えて、プラズマ焼結が融点の異
なる材料層どうしの積層焼結に効果が高いため、従来の
電気メッキなどによる接合に比べて、熱電材料層と金属
電極層との接合強度を大幅に向上できる。
いし請求項３の効果に加えて、プラズマ焼結が融点の異
なる材料層どうしの積層焼結に効果が高いため、従来の
電気メッキなどによる接合に比べて、熱電材料層と金属
電極層との接合強度を大幅に向上できる。
【００３１】請求項５記載の発明によれば、熱電材料が
電極板間でプラズマ焼結することで熱電材料層と電極板
との接合部が拡散接合して接合強度を大きくでき、構造
安定性の高い耐久性を有する熱電素子を実現できる。ま
た、拡散接合であるため、熱電材料層と電極板との間の
電気抵抗を低減できる。
電極板間でプラズマ焼結することで熱電材料層と電極板
との接合部が拡散接合して接合強度を大きくでき、構造
安定性の高い耐久性を有する熱電素子を実現できる。ま
た、拡散接合であるため、熱電材料層と電極板との間の
電気抵抗を低減できる。
【００３２】請求項６記載の発明によれば、請求項５の
効果に加えて、イオン化傾向が大きいため電気メッキ法
により電極形成が困難な、マグネシウム（Ｍｇ）を含む
熱電材料に対して、接合強度が強く接合部の電気抵抗の
小さな電極形成を行うことができる。
効果に加えて、イオン化傾向が大きいため電気メッキ法
により電極形成が困難な、マグネシウム（Ｍｇ）を含む
熱電材料に対して、接合強度が強く接合部の電気抵抗の
小さな電極形成を行うことができる。
【００３３】請求項７記載の発明によれば、請求項６の
効果に加えて、電極を構成するＮｉよりもイオン化傾向
が大きいＭｇを含む熱電材料層に対して電極を容易に形
成できる。
効果に加えて、電極を構成するＮｉよりもイオン化傾向
が大きいＭｇを含む熱電材料層に対して電極を容易に形
成できる。
【００３４】請求項８および請求項９に記載の発明によ
れば、請求項７の効果に加えて、接合部の電気抵抗が
０．０１〜０．１Ω／ｃｍ2程度に小さくなり、良好な
電気特性を得ることができる。また、このような温度条
件とすることで、ＮｉとＭｇ2Ｓｉとの焼結を充分に行
うことができ、電極接合部の引っ張り強度を熱電材料層
の破壊強度以上に強化することが可能となる。このた
め、電気特性が良好で、機械強度の高い熱電素子を実現
することができる。
れば、請求項７の効果に加えて、接合部の電気抵抗が
０．０１〜０．１Ω／ｃｍ2程度に小さくなり、良好な
電気特性を得ることができる。また、このような温度条
件とすることで、ＮｉとＭｇ2Ｓｉとの焼結を充分に行
うことができ、電極接合部の引っ張り強度を熱電材料層
の破壊強度以上に強化することが可能となる。このた
め、電気特性が良好で、機械強度の高い熱電素子を実現
することができる。
【図１】本発明に係る熱電素子の製造方法の実施形態を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図２】本実施形態の熱電素子の断面図である。
【図３】従来の熱電素子の断面図である。
１０ 熱電素子 １１ 熱電材料層 １２ 金属電極層 １３ 拡散領域
Claims (9)
- 【請求項１】 熱電材料層の両側面にそれぞれ金属電極
層が形成された熱電素子であって、 前記熱電材料層と前記金属電極層との界面近傍に、前記
熱電材料層ならびに前記金属電極層を構成する成分原子
が拡散していることを特徴とする熱電素子。 - 【請求項２】 請求項１記載の熱電素子であって、 前記熱電材料層は、マグネシウム珪化物（Ｍｇ2Ｓｉ）
を主に含むことを特徴とする熱電素子。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の熱電素
子であって、 前記熱電材料層は、前記金属電極層を構成する金属より
イオン化傾向の大きい原子を構成成分として含むことを
特徴とする熱電素子。 - 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載の熱電素子であって、 前記熱電材料層は前記金属電極層とともにプラズマ焼結
されていることを特徴とする熱電素子。 - 【請求項５】 熱電材料を主成分とする粉体を、相対向
する電極板間に充填して成形して焼結用生地を作成した
後、前記焼結用生地をプラズマ焼結炉内に搬入してプラ
ズマ焼結させることを特徴とする熱電素子の製造方法。 - 【請求項６】 請求項５記載の熱電素子の製造方法であ
って、 前記熱電材料はマグネシウム珪化物（Ｍｇ2Ｓｉ）であ
ることを特徴とする熱電素子の製造方法。 - 【請求項７】 請求項６記載の熱電素子の製造方法であ
って、 前記電極板はニッケル（Ｎｉ）でなることを特徴とする
熱電素子の製造方法。 - 【請求項８】 請求項７記載の熱電素子の製造方法であ
って、 前記プラズマ焼結は、１１００℃〜１２１０℃の温度で
行うことを特徴とする熱電素子の製造方法。 - 【請求項９】 請求項６記載の熱電素子の製造方法であ
って、 前記プラズマ焼結は、１１８０℃〜１２００℃の温度で
行うことを特徴とする熱電素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11067396A JP2000269559A (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 熱電素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11067396A JP2000269559A (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 熱電素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000269559A true JP2000269559A (ja) | 2000-09-29 |
Family
ID=13343778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11067396A Abandoned JP2000269559A (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 熱電素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000269559A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009260173A (ja) * | 2008-04-21 | 2009-11-05 | Tokyo Univ Of Science | 熱電変換素子及び当該熱電変換素子を備えた熱電モジュール |
| JP2010045275A (ja) * | 2008-08-18 | 2010-02-25 | Da Vinch Co Ltd | 熱電変換素子 |
| JP2011077163A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Fujitsu Ltd | 熱電変換素子及びその製造方法 |
| JP2012190984A (ja) * | 2011-03-10 | 2012-10-04 | Hitachi Chem Co Ltd | マグネシウムシリサイド粉末及び、それを用いた焼結体、熱電変換素子、それらの製造方法 |
| JP2013179322A (ja) * | 2006-12-20 | 2013-09-09 | Tokyo Univ Of Science | 熱電変換材料、その製造方法および熱電変換素子 |
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| CN105633262A (zh) * | 2016-01-08 | 2016-06-01 | 武汉理工大学 | 一种镁硅基热电器件的高温电极及其制备方法 |
| JP2022162082A (ja) * | 2018-06-27 | 2022-10-21 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 熱電変換素子の製造方法及び熱電変換素子 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0555640A (ja) * | 1991-01-11 | 1993-03-05 | Saamobonitsuku:Kk | 熱電変換素子の製造方法及び該製造方法により製造された熱電変換素子 |
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| JPH10209508A (ja) * | 1997-01-22 | 1998-08-07 | Toshiba Corp | 熱電変換素子及びその製造方法 |
-
1999
- 1999-03-12 JP JP11067396A patent/JP2000269559A/ja not_active Abandoned
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| JP7437805B2 (ja) | 2018-06-27 | 2024-02-26 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 熱電変換素子の製造方法、熱電変換素子、及び熱電変換モジュール |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20040802 |