JP2000277815A - 金属短細線分散熱電材料およびその作製方法 - Google Patents
金属短細線分散熱電材料およびその作製方法Info
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 マグネシウム−シリコン化合物熱電材料にお
いて、金属短細線を均一に分散させる方法および優れた
熱電特性を有する熱電材料を提供する。 【解決手段】 マグネシウム粉末、シリコン粉末、とそ
の不可避なる金属元素を、マグネシウムとシリコンの原
子比を２：１として機械的合金化処理を行い、Ｘ線回折
結果より明瞭なるマグネシウム−シリコン化合物の生成
が確認できる混合粉末を作製し、次いで、得られた粉末
に金属短細線を体積率で５から３０％の割合になるよう
に添加して乾式混合した後、これらの粉末を加圧下にて
焼結することによって、マグネシウム−シリコン化合物
と金属短細線が均一に分散した焼結体を製造する。
いて、金属短細線を均一に分散させる方法および優れた
熱電特性を有する熱電材料を提供する。 【解決手段】 マグネシウム粉末、シリコン粉末、とそ
の不可避なる金属元素を、マグネシウムとシリコンの原
子比を２：１として機械的合金化処理を行い、Ｘ線回折
結果より明瞭なるマグネシウム−シリコン化合物の生成
が確認できる混合粉末を作製し、次いで、得られた粉末
に金属短細線を体積率で５から３０％の割合になるよう
に添加して乾式混合した後、これらの粉末を加圧下にて
焼結することによって、マグネシウム−シリコン化合物
と金属短細線が均一に分散した焼結体を製造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は金属短細線で複合化
した熱電材料およびその作製方法に関する。さらに詳し
くは、本発明は、シリコン粉末およびマグネシウム粉末
を機械的合金化法により合金化し、金属短細線を混合し
てマグネシウム−シリコン化合物と金属短細線からなる
熱電材料を製造する方法およびその材料に関するもので
ある。本発明は、マグネシウム−シリコン金属間化合物
内に金属短細線を均一に分散し、複合化することによ
り、他の物性を損なうことなしに優れた熱電特性を有す
る熱電材料を作製し、提供することを可能とするもので
ある。
した熱電材料およびその作製方法に関する。さらに詳し
くは、本発明は、シリコン粉末およびマグネシウム粉末
を機械的合金化法により合金化し、金属短細線を混合し
てマグネシウム−シリコン化合物と金属短細線からなる
熱電材料を製造する方法およびその材料に関するもので
ある。本発明は、マグネシウム−シリコン金属間化合物
内に金属短細線を均一に分散し、複合化することによ
り、他の物性を損なうことなしに優れた熱電特性を有す
る熱電材料を作製し、提供することを可能とするもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】マグネシウムに対するシリコンの原子比
率を２：１とした金属間化合物は４００℃から５００℃
で優れた性能を発揮する熱電材料である。しかし、熱電
材料の性能を評価する性能指数Ｚは依然として低く、性
能指数の向上が期待されている。性能指数Ｚはゼーベッ
ク係数、電気伝導率、熱伝導率によって評価され、いず
れの物性値を向上させても、逆に低下する物性値が生じ
てしまう可能性がある。例えば、熱伝導率は小さいほ
ど、電気伝導率は大きいほど性能指数は高くなるが、一
般的に電気伝導率が大きな材料は熱伝導率が大きい。従
来、機械的合金化法を利用し、結晶内に歪みを生じさ
せ、熱伝導率を低下させて、性能指数の向上が図られて
きた。しかし、歪みが大量に導入されるため、電気伝導
率が低下するという問題がある。
率を２：１とした金属間化合物は４００℃から５００℃
で優れた性能を発揮する熱電材料である。しかし、熱電
材料の性能を評価する性能指数Ｚは依然として低く、性
能指数の向上が期待されている。性能指数Ｚはゼーベッ
ク係数、電気伝導率、熱伝導率によって評価され、いず
れの物性値を向上させても、逆に低下する物性値が生じ
てしまう可能性がある。例えば、熱伝導率は小さいほ
ど、電気伝導率は大きいほど性能指数は高くなるが、一
般的に電気伝導率が大きな材料は熱伝導率が大きい。従
来、機械的合金化法を利用し、結晶内に歪みを生じさ
せ、熱伝導率を低下させて、性能指数の向上が図られて
きた。しかし、歪みが大量に導入されるため、電気伝導
率が低下するという問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はマグネシウム
−シリコン金属間化合物に金属短細線を均一分散させ、
電気伝導率を向上させつつ、他の物性を低下させずに熱
電材料を作製する方法を提供するためになされたもので
ある。本発明者らは、上記の問題点を解決するために鋭
意研究した結果、以下の結果を見いだし、本発明を完成
した。まず、マグネシウム粉末とシリコン粉末を原子比
でＭｇ：Ｓｉ＝２：１となるように配合したものを機械
的合金化処理を行い、Ｘ線回折により明瞭に確認できる
マグネシウム−シリコン化合物が存在する混合粉末を得
ることができることを見いだした。さらに、機械的合金
化処理後の粉末に金属短細線を体積比率で５から３０％
乾式混合した粉末を焼結することによってマグネシウム
−シリコン金属間化合物と金属短細線が均一に分散、複
合化した熱電材料を得ることができることを見いだし
た。すなわち、本発明は、マグネシウム−シリコン金属
間化合物と金属短細線からなる優れた熱電特性を有する
熱電材料およびその製造方法を提供することを目的とす
るものである。
−シリコン金属間化合物に金属短細線を均一分散させ、
電気伝導率を向上させつつ、他の物性を低下させずに熱
電材料を作製する方法を提供するためになされたもので
ある。本発明者らは、上記の問題点を解決するために鋭
意研究した結果、以下の結果を見いだし、本発明を完成
した。まず、マグネシウム粉末とシリコン粉末を原子比
でＭｇ：Ｓｉ＝２：１となるように配合したものを機械
的合金化処理を行い、Ｘ線回折により明瞭に確認できる
マグネシウム−シリコン化合物が存在する混合粉末を得
ることができることを見いだした。さらに、機械的合金
化処理後の粉末に金属短細線を体積比率で５から３０％
乾式混合した粉末を焼結することによってマグネシウム
−シリコン金属間化合物と金属短細線が均一に分散、複
合化した熱電材料を得ることができることを見いだし
た。すなわち、本発明は、マグネシウム−シリコン金属
間化合物と金属短細線からなる優れた熱電特性を有する
熱電材料およびその製造方法を提供することを目的とす
るものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、以下の技術的手段から構成される。 （１）マグネシウム−シリコン化合物熱電材料に金属短
細線を均一に分散させてなる金属短細線分散熱電材料。 （２）前記（１）に記載の熱電材料を製造する方法であ
って、マグネシウム粉末、シリコン粉末およびその不可
避なる金属元素を、マグネシウムとシリコンの原子比を
２：１として機械的合金化処理を行い、明瞭なるマグネ
シウム−シリコン化合物を生成させた混合粉末に対し、
金属の短細線を体積率で５から３０％乾式混合した後、
当該混合粉末を加圧しながら成形し、焼結して焼結体と
することを特徴とする方法。 （３）焼結体を熱処理することを特徴とする前記（２）
に記載の方法。
の本発明は、以下の技術的手段から構成される。 （１）マグネシウム−シリコン化合物熱電材料に金属短
細線を均一に分散させてなる金属短細線分散熱電材料。 （２）前記（１）に記載の熱電材料を製造する方法であ
って、マグネシウム粉末、シリコン粉末およびその不可
避なる金属元素を、マグネシウムとシリコンの原子比を
２：１として機械的合金化処理を行い、明瞭なるマグネ
シウム−シリコン化合物を生成させた混合粉末に対し、
金属の短細線を体積率で５から３０％乾式混合した後、
当該混合粉末を加圧しながら成形し、焼結して焼結体と
することを特徴とする方法。 （３）焼結体を熱処理することを特徴とする前記（２）
に記載の方法。
【０００５】
【発明の実施の形態】次に、本発明についてさらに詳細
に説明する。本発明に用いる材料には、市販のマグネシ
ウム粉末、シリコン粉末が利用できる。本発明では、出
発材料として、マグネシウム粉末、シリコン粉末および
その不可避なる金属元素が使用されるが、これは、不可
避的に金属元素が混在する通常のマグネシウム粉末、シ
リコン粉末が用いられることを意味する。粉末の大きさ
については特に指定しないが、一般的には数十ミクロン
から数ミリの粉末が利用できる。これらの材料を、マグ
ネシウムとシリコンの原子比を２：１として機械的合金
化処理を施すが、それには、マグネシウム粉末とシリコ
ン粉末を重量比で６３．４：３６．６の割合で混合す
る。これらの材料は、上記組成となるように配合すれば
よく、その方法は特に限定されるものではない。
に説明する。本発明に用いる材料には、市販のマグネシ
ウム粉末、シリコン粉末が利用できる。本発明では、出
発材料として、マグネシウム粉末、シリコン粉末および
その不可避なる金属元素が使用されるが、これは、不可
避的に金属元素が混在する通常のマグネシウム粉末、シ
リコン粉末が用いられることを意味する。粉末の大きさ
については特に指定しないが、一般的には数十ミクロン
から数ミリの粉末が利用できる。これらの材料を、マグ
ネシウムとシリコンの原子比を２：１として機械的合金
化処理を施すが、それには、マグネシウム粉末とシリコ
ン粉末を重量比で６３．４：３６．６の割合で混合す
る。これらの材料は、上記組成となるように配合すれば
よく、その方法は特に限定されるものではない。
【０００６】機械的合金化処理には乾式の粉砕機が利用
でき、振動型ボールミル、遊星型ボールミル、転動型ボ
ールミル、アトライターなどが利用できる。機械的合金
化処理時の雰囲気は粉末の酸化を防止するため、不活性
ガス雰囲気や減圧雰囲気が好ましい。また、機械的合金
化処理時に金属粉末が容器やボールに付着しないように
するためにミリング助剤を総重量の５重量％以下程度添
加してもよい。
でき、振動型ボールミル、遊星型ボールミル、転動型ボ
ールミル、アトライターなどが利用できる。機械的合金
化処理時の雰囲気は粉末の酸化を防止するため、不活性
ガス雰囲気や減圧雰囲気が好ましい。また、機械的合金
化処理時に金属粉末が容器やボールに付着しないように
するためにミリング助剤を総重量の５重量％以下程度添
加してもよい。
【０００７】機械的合金化に供する時間は特に指定しな
いが、５０時間から３００時間が好ましい。５０時間よ
り短いと各元素の混合状態が不十分であり、微細混合に
は至っていない可能性がある。また３００時間を超える
と機械的合金化処理時に粉末の酸化あるいは窒化が多く
なり、熱電材料の性能劣化をもたらす酸化物や窒化物が
生成される。さらに、機械的合金化時の圧力伝達媒体と
しては、鋼球、セラミックス球、超硬球などの一般的な
粉砕球が利用できる。
いが、５０時間から３００時間が好ましい。５０時間よ
り短いと各元素の混合状態が不十分であり、微細混合に
は至っていない可能性がある。また３００時間を超える
と機械的合金化処理時に粉末の酸化あるいは窒化が多く
なり、熱電材料の性能劣化をもたらす酸化物や窒化物が
生成される。さらに、機械的合金化時の圧力伝達媒体と
しては、鋼球、セラミックス球、超硬球などの一般的な
粉砕球が利用できる。
【０００８】所定の組成に配合されたマグネシウム、シ
リコンの粉末を機械的合金化処理により合金化した粉末
は、数マイクロメートル以下の微細な粉末であり、その
内部は微細な結晶や非晶質で構成されている。また、こ
の粉末には明瞭なるマグネシウム−シリコン化合物の生
成が認められることが特徴である。
リコンの粉末を機械的合金化処理により合金化した粉末
は、数マイクロメートル以下の微細な粉末であり、その
内部は微細な結晶や非晶質で構成されている。また、こ
の粉末には明瞭なるマグネシウム−シリコン化合物の生
成が認められることが特徴である。
【０００９】機械的合金化処理を行った粉末とともに混
合する金属短細線には市販の金属細線が利用できる。金
属細線の種類は特に指定しないが、電気伝導率の高いも
のが望ましい。当該金属短細線としては、好適には、例
えば、銅、ＳＵＳ４３４、ＳＵＳ３０４、チタン、ニッ
ケル細線などが例示されるが、これらに限らず、これら
と同効のものであれば適宜使用することができる。金属
細線の直径は指定しないが、一般的には数十ミクロンか
ら数百ミクロンの直径のものが利用できる。また、金属
短細線の長さも指定しないが、一般的には数百ミクロン
から数ミリのものが利用できる。
合する金属短細線には市販の金属細線が利用できる。金
属細線の種類は特に指定しないが、電気伝導率の高いも
のが望ましい。当該金属短細線としては、好適には、例
えば、銅、ＳＵＳ４３４、ＳＵＳ３０４、チタン、ニッ
ケル細線などが例示されるが、これらに限らず、これら
と同効のものであれば適宜使用することができる。金属
細線の直径は指定しないが、一般的には数十ミクロンか
ら数百ミクロンの直径のものが利用できる。また、金属
短細線の長さも指定しないが、一般的には数百ミクロン
から数ミリのものが利用できる。
【００１０】機械的合金化処理を行った粉末とともに混
合する金属短細線の混合割合は、体積率で５から３０％
とする。５％より少ないと伝導率向上の効果はなく、３
０％より多いと細線同士が短絡する可能性があり、得ら
れた材料が導体化して熱電材料ではなくなる。金属短細
線の混合には、細線同士あるいは細線と粉末の合金化を
防ぐため、乳鉢混合や湿式混合など低いエネルギーでの
混合を行う必要がある。
合する金属短細線の混合割合は、体積率で５から３０％
とする。５％より少ないと伝導率向上の効果はなく、３
０％より多いと細線同士が短絡する可能性があり、得ら
れた材料が導体化して熱電材料ではなくなる。金属短細
線の混合には、細線同士あるいは細線と粉末の合金化を
防ぐため、乳鉢混合や湿式混合など低いエネルギーでの
混合を行う必要がある。
【００１１】得られた粉末を固化するための雰囲気は、
粉末の酸化を防止するため、不活性ガス雰囲気や減圧あ
るいは真空雰囲気が好ましい。加熱方法は特に指定しな
いが、短時間で目的温度に到達する方法が好ましく、例
えば、通電加熱や赤外線イメージ炉、高周波加熱炉など
が利用できる。また、加熱時には成形性を向上するた
め、加圧しなければならない。加圧方法は特に指定しな
いが、一般的には油圧や空圧を利用した一軸の加圧や、
ガス圧を利用した等方的な加圧が利用される。焼結は、
例えば、３０００〜３５００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力下に
５００〜６００℃で適宜の時間保持して行い、これによ
り、マグネシウム−シリコン化合物と金属短細線が均一
に分散、複合化した緻密な焼結体を作製する。さらに、
熱処理を施すが、これにより、マグネシウム−シリコン
化合物をより安定化させ、金属短細線との結合をより強
固にすることができる。
粉末の酸化を防止するため、不活性ガス雰囲気や減圧あ
るいは真空雰囲気が好ましい。加熱方法は特に指定しな
いが、短時間で目的温度に到達する方法が好ましく、例
えば、通電加熱や赤外線イメージ炉、高周波加熱炉など
が利用できる。また、加熱時には成形性を向上するた
め、加圧しなければならない。加圧方法は特に指定しな
いが、一般的には油圧や空圧を利用した一軸の加圧や、
ガス圧を利用した等方的な加圧が利用される。焼結は、
例えば、３０００〜３５００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力下に
５００〜６００℃で適宜の時間保持して行い、これによ
り、マグネシウム−シリコン化合物と金属短細線が均一
に分散、複合化した緻密な焼結体を作製する。さらに、
熱処理を施すが、これにより、マグネシウム−シリコン
化合物をより安定化させ、金属短細線との結合をより強
固にすることができる。
【００１２】
【実施例】以下実施例で本発明をさらに詳細に説明す
る。以下の実施例は本発明の好適な一例を示すものであ
り、本発明は、該実施例により何ら限定されるものでは
ない。 実施例１ マグネシウム粉末（和光純薬試薬特級）９．５ｇにシリ
コン粉末（ナカライテスク試薬特級）５．５ｇを添加
し、ミリング助剤としてステアリン酸を０．７ｇを加え
て遊星型ボールミルにて１００時間の機械的合金化処理
を行った。機械的合金化処理時の雰囲気は５００ｍｍＨ
ｇの減圧アルゴンガス雰囲気とし、粉末とボールの重量
比が約１：１０になるようにした。容器と１０ｍｍ径の
粉砕球にはクロム鋼を用いた。得られた材料は数マイク
ロメートル程度の粉末であり、Ｘ線回折により明瞭なる
マグネシウム−シリコン化合物の合成が認められた（図
１）。
る。以下の実施例は本発明の好適な一例を示すものであ
り、本発明は、該実施例により何ら限定されるものでは
ない。 実施例１ マグネシウム粉末（和光純薬試薬特級）９．５ｇにシリ
コン粉末（ナカライテスク試薬特級）５．５ｇを添加
し、ミリング助剤としてステアリン酸を０．７ｇを加え
て遊星型ボールミルにて１００時間の機械的合金化処理
を行った。機械的合金化処理時の雰囲気は５００ｍｍＨ
ｇの減圧アルゴンガス雰囲気とし、粉末とボールの重量
比が約１：１０になるようにした。容器と１０ｍｍ径の
粉砕球にはクロム鋼を用いた。得られた材料は数マイク
ロメートル程度の粉末であり、Ｘ線回折により明瞭なる
マグネシウム−シリコン化合物の合成が認められた（図
１）。
【００１３】得られた混合粉末１．４３ｇに、直径７０
μm で長さが３ｍｍから５ｍｍの銅の細線を０．３４ｇ
加え、乳鉢にて乾式混合した。
μm で長さが３ｍｍから５ｍｍの銅の細線を０．３４ｇ
加え、乳鉢にて乾式混合した。
【００１４】機械的合金化後の粉末に銅細線を混合した
粉末を直径１０ｍｍの超硬合金製の型にいれ、約１ｍｍ
Ｈｇの真空中で通電加熱による固化成形を行った。焼結
は、３０００ｋｇｆ／ｃｍ2 の加圧下にて５５０℃で５
分間保持した。
粉末を直径１０ｍｍの超硬合金製の型にいれ、約１ｍｍ
Ｈｇの真空中で通電加熱による固化成形を行った。焼結
は、３０００ｋｇｆ／ｃｍ2 の加圧下にて５５０℃で５
分間保持した。
【００１５】得られた成形体は、マグネシウム−シリコ
ン化合物と銅の細線が均一に分散しており、かつ、緻密
な成形体となっていた。また、銅の細線の添加により電
気伝導率は２０倍程度大きくなった。そのデータを表１
に示す。
ン化合物と銅の細線が均一に分散しており、かつ、緻密
な成形体となっていた。また、銅の細線の添加により電
気伝導率は２０倍程度大きくなった。そのデータを表１
に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】実施例２ マグネシウム粉末（和光純薬試薬特級）１２．７ｇにシ
リコン粉末（ナカライテスク試薬特級）７．３ｇを添加
し、遊星型ボールミルにて２００時間の機械的合金化処
理を行った。機械的合金化処理時の雰囲気は５００ｍｍ
Ｈｇの減圧アルゴンガス雰囲気とし、粉末とボールの重
量比が約１：１０になるようにした。容器と１０ｍｍ径
の粉砕球にはクロム鋼を用いた。得られた材料は数マイ
クロメートル程度の粉末であり、Ｘ線回折によりマグネ
シウム−シリコン化合物の合成が認められた。
リコン粉末（ナカライテスク試薬特級）７．３ｇを添加
し、遊星型ボールミルにて２００時間の機械的合金化処
理を行った。機械的合金化処理時の雰囲気は５００ｍｍ
Ｈｇの減圧アルゴンガス雰囲気とし、粉末とボールの重
量比が約１：１０になるようにした。容器と１０ｍｍ径
の粉砕球にはクロム鋼を用いた。得られた材料は数マイ
クロメートル程度の粉末であり、Ｘ線回折によりマグネ
シウム−シリコン化合物の合成が認められた。
【００１８】得られた粉末１．４３ｇに、直径７０μm
で長さが３ｍｍから５ｍｍのＳＵＳ４３４の細線を０．
３ｇ加え、乳鉢にて乾式混合した。
で長さが３ｍｍから５ｍｍのＳＵＳ４３４の細線を０．
３ｇ加え、乳鉢にて乾式混合した。
【００１９】得られた混合粉末を直径１５ｍｍの黒鉛型
にいれ、約１ｍｍＨｇの減圧雰囲気で通電加熱による固
化成形を行った。焼結は、３４０ｋｇｆ／ｃｍ2 の加圧
下にて４００℃で５分間保持した後、８００℃まで昇温
し、８００℃で５分間保持した。
にいれ、約１ｍｍＨｇの減圧雰囲気で通電加熱による固
化成形を行った。焼結は、３４０ｋｇｆ／ｃｍ2 の加圧
下にて４００℃で５分間保持した後、８００℃まで昇温
し、８００℃で５分間保持した。
【００２０】得られた成形体は、マグネシウム−シリコ
ン化合物とＳＵＳ４３４の細線が均一に分散しており緻
密な成形体となっていた。また、ＳＵＳ４３４の細線の
添加により電気伝導率は５倍程度大きくなった。そのデ
ータを表２に示す。
ン化合物とＳＵＳ４３４の細線が均一に分散しており緻
密な成形体となっていた。また、ＳＵＳ４３４の細線の
添加により電気伝導率は５倍程度大きくなった。そのデ
ータを表２に示す。
【００２１】
【表２】
【００２２】実施例３ マグネシウム粉末（和光純薬試薬特級）１２．７ｇにシ
リコン粉末（ナカライテスク試薬特級）７．３ｇを添加
し、ミリング助剤としてステアリン酸を０．７ｇを加え
て遊星型ボールミルにて１５０時間の機械的合金化処理
を行った。機械的合金化処理時の雰囲気は５００ｍｍＨ
ｇの減圧窒素ガス雰囲気とし、粉末とボールの重量比が
約１：１０になるようにした。容器と１０ｍｍ径の粉砕
球にはクロム鋼を用いた。得られた材料は数マイクロメ
ートル程度の粉末であり、Ｘ線回折によりマグネシウム
−シリコン化合物の合成が認められた。
リコン粉末（ナカライテスク試薬特級）７．３ｇを添加
し、ミリング助剤としてステアリン酸を０．７ｇを加え
て遊星型ボールミルにて１５０時間の機械的合金化処理
を行った。機械的合金化処理時の雰囲気は５００ｍｍＨ
ｇの減圧窒素ガス雰囲気とし、粉末とボールの重量比が
約１：１０になるようにした。容器と１０ｍｍ径の粉砕
球にはクロム鋼を用いた。得られた材料は数マイクロメ
ートル程度の粉末であり、Ｘ線回折によりマグネシウム
−シリコン化合物の合成が認められた。
【００２３】得られた粉末１．４３ｇに、直径５０μm
で長さが３ｍｍから５ｍｍのチタンの細線０．３５ｇを
加え、乳鉢にて乾式混合した。
で長さが３ｍｍから５ｍｍのチタンの細線０．３５ｇを
加え、乳鉢にて乾式混合した。
【００２４】得られた混合粉末を直径１０ｍｍの黒鉛型
にいれ、約１ｍｍＨｇの減圧雰囲気で通電加熱による固
化成形を行った。焼結は、３４０ｋｇｆ／ｃｍ2 の加圧
下にて８００℃で５分間保持した。さらに、焼結後、大
気圧のアルゴン雰囲気中、６００℃で３時間熱処理し
た。
にいれ、約１ｍｍＨｇの減圧雰囲気で通電加熱による固
化成形を行った。焼結は、３４０ｋｇｆ／ｃｍ2 の加圧
下にて８００℃で５分間保持した。さらに、焼結後、大
気圧のアルゴン雰囲気中、６００℃で３時間熱処理し
た。
【００２５】得られた成形体は、マグネシウム−シリコ
ン化合物とチタンの細線が均一に分散しており緻密な成
形体が得られた。また、チタンの細線の添加により電気
伝導率は２倍程度大きくなった。また、熱処理を施すこ
とにより、マグネシウム−シリコン化合物がより安定
し、チタン細線との結合が強固になった。そのデータを
表３に示す。
ン化合物とチタンの細線が均一に分散しており緻密な成
形体が得られた。また、チタンの細線の添加により電気
伝導率は２倍程度大きくなった。また、熱処理を施すこ
とにより、マグネシウム−シリコン化合物がより安定
し、チタン細線との結合が強固になった。そのデータを
表３に示す。
【００２６】
【表３】
【００２７】
【発明の効果】本発明の熱電材料およびその作製方法を
用いることにより、１）マグネシウム−シリコン化合物
内に金属細線を分散し、他の物性を損なうことなく電気
伝導性を向上させることが可能であり、優れた熱電特性
を有する熱電材料を作ることができる、２）従来、熱電
材料の性能向上にはドーピング材の適正添加、機械的合
金化処理による結晶格子への大歪みの導入などがあげら
れるが、本発明では、さらに金属短細線を用いること
で、熱伝導率の低下とともに電気伝導率の向上が期待で
きる、３）他の物性に悪影響を与えることなく電気伝導
率を向上させ、性能指数を高めることが可能であるた
め、熱電材料の工業的な用途の拡大に貢献することがで
きる、４）さらに、金属細線による繊維強化により、従
来、もろい材料として知られる熱電材料の高強度化がは
かられ、その用途の拡大をはかることができる、等の格
別の効果が奏される。
用いることにより、１）マグネシウム−シリコン化合物
内に金属細線を分散し、他の物性を損なうことなく電気
伝導性を向上させることが可能であり、優れた熱電特性
を有する熱電材料を作ることができる、２）従来、熱電
材料の性能向上にはドーピング材の適正添加、機械的合
金化処理による結晶格子への大歪みの導入などがあげら
れるが、本発明では、さらに金属短細線を用いること
で、熱伝導率の低下とともに電気伝導率の向上が期待で
きる、３）他の物性に悪影響を与えることなく電気伝導
率を向上させ、性能指数を高めることが可能であるた
め、熱電材料の工業的な用途の拡大に貢献することがで
きる、４）さらに、金属細線による繊維強化により、従
来、もろい材料として知られる熱電材料の高強度化がは
かられ、その用途の拡大をはかることができる、等の格
別の効果が奏される。
【図１】マグネシウム−シリコン化合物のピークが明瞭
に現れたＸ線回折結果を示す説明図である。
に現れたＸ線回折結果を示す説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｃ２２Ｃ 23/00 Ｃ２２Ｃ 1/09 Ｂ (72)発明者 松本 章宏 愛知県名古屋市名東区平和が丘１丁目70番 地 猪子石住宅６棟401号 (72)発明者 尾崎 公洋 愛知県名古屋市名東区平和が丘１丁目70番 地 猪子石住宅６棟503号 (72)発明者 西尾 敏幸 愛知県名古屋市名東区平和が丘１丁目70番 地 猪子石住宅１棟501号 Ｆターム(参考） 4K018 AA13 AB08 AC01 BA07 BC12 BC16 CA01 CA11 DA32 EA22 FA08 KA32 4K020 AA10 AC02 AC07 BB08 BC02
Claims (3)
- 【請求項１】 マグネシウム−シリコン化合物熱電材料
に金属短細線を均一に分散させてなる金属短細線分散熱
電材料。 - 【請求項２】 請求項１記載の熱電材料を製造する方法
であって、マグネシウム粉末、シリコン粉末およびその
不可避なる金属元素を、マグネシウムとシリコンの原子
比を２：１として機械的合金化処理を行い、明瞭なるマ
グネシウム−シリコン化合物を生成させた混合粉末に対
し、金属の短細線を体積率で５から３０％乾式混合した
後、当該混合粉末を加圧しながら成形し、焼結して焼結
体とすることを特徴とする方法。 - 【請求項３】 焼結体を熱処理することを特徴とする請
求項２記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11082759A JP3035615B1 (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | 金属短細線分散熱電材料およびその作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11082759A JP3035615B1 (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | 金属短細線分散熱電材料およびその作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3035615B1 JP3035615B1 (ja) | 2000-04-24 |
| JP2000277815A true JP2000277815A (ja) | 2000-10-06 |
Family
ID=13783380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11082759A Expired - Lifetime JP3035615B1 (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | 金属短細線分散熱電材料およびその作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3035615B1 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003023871A2 (en) * | 2001-09-06 | 2003-03-20 | Nicolaou Michael C | Method for producing a device for direct thermoelectric energy conversion |
| JP2008075127A (ja) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Chiba Inst Of Technology | マグネシウム合金の製造方法 |
| KR101118317B1 (ko) | 2010-05-28 | 2012-03-20 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 마그네슘 실리사이드계 소결체의 제조방법 |
| 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 |
| KR101343319B1 (ko) | 2012-05-22 | 2013-12-20 | 한국교통대학교산학협력단 | 마그네슘 합금 고용체 열전재료의 제조방법 및 그에 의해 제조된 열전재료 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003027341A1 (fr) * | 2001-09-25 | 2003-04-03 | Center For Advanced Science And Technology Incubation, Ltd. | Materiau composite a base de magnesium |
| EP1433862A4 (en) * | 2001-09-25 | 2006-05-31 | Toudai Tlo Ltd | COMPOSITE MATERIAL BASED ON MAGNESIUM |
-
1999
- 1999-03-26 JP JP11082759A patent/JP3035615B1/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003023871A2 (en) * | 2001-09-06 | 2003-03-20 | Nicolaou Michael C | Method for producing a device for direct thermoelectric energy conversion |
| WO2003023871A3 (en) * | 2001-09-06 | 2003-06-12 | Michael C Nicolaou | Method for producing a device for direct thermoelectric energy conversion |
| JP2008075127A (ja) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Chiba Inst Of Technology | マグネシウム合金の製造方法 |
| KR101118317B1 (ko) | 2010-05-28 | 2012-03-20 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 마그네슘 실리사이드계 소결체의 제조방법 |
| 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 |
| KR101343319B1 (ko) | 2012-05-22 | 2013-12-20 | 한국교통대학교산학협력단 | 마그네슘 합금 고용체 열전재료의 제조방법 및 그에 의해 제조된 열전재료 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3035615B1 (ja) | 2000-04-24 |
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