JP2012523110A - 保護層でコーティングされている熱電材料 - Google Patents
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Abstract
【選択図】なし
Description
・ヒートポンプとしての、
・着座家具、車両および建物の環境制御のための、
・冷蔵庫および(洗濯)乾燥機において、
・吸収、乾燥、結晶化、蒸発、蒸留など、物質分離のためのプロセスにおける流れの同時加熱および冷却のための、
・太陽エネルギー、地熱、化石燃料の燃焼熱、車両および固定ユニットにおける廃熱源、液体物質の蒸発時におけるヒートシンク、生物学的熱源などの熱源の利用のための発電機としての、
・電子部品を冷却するための、
・例えば、自動車、加熱システムまたは発電所において熱エネルギーを電気エネルギーに変換するための発電機としての、
本発明による熱電モジュールの使用に関する。
粉末材料は、MEL Chemicals製のイットリア部分安定化酸化ジルコニウムおよび住友化学株式会社製の酸化アルミニウムであった。これら材料のアミルアルコール懸濁液を、振動エネルギーミルで粉砕した。PbTe熱電材料にEPDを行った。析出電位は30Vであった。約1分間析出を行い、その後被覆材料を浴から取り出し、乾燥させた。
ガラスを粉末に粉砕し、住友化学株式会社製のアルミナ粉末と混合し、アルコールに分散させることによって、EPDに適している複合ガラス−セラミック粉末懸濁液を生成した。この複合材料中で使用するガラスは、SiO2が46%、B2O3が25%、Al2O3が10%、Na2Oが4%、CaOが3%、SrOが6%、BaOが6%の組成を有するアルミノほう酸ナトリウムガラスであった。コーティングは均一で付着力を有し、テクスチャがなく、また細孔も微小クラックもなかった。ガラス/アルミナコーティングの厚さは7μmであった。
10gのガラスを粉末に粉砕し、20mlの水に分散させることによって、ガラス粉末の懸濁液を生成した。使用するガラスは、PbOが80重量%、SiO2が20%の近似組成の酸化鉛フリットであった。直径10mm×長さ10mmのPbTeの円筒形ペレットを、ガラス懸濁液中でディップコーティングし、700℃まで2分間加熱し、急冷させた。焼成したコーティングは、付着性を有し、完全に被覆されて視覚的には均一で、細孔も欠陥もなかった。
Claims (13)
- 熱電モジュールの一部を形成するための形状の熱電材料であって、湿気、酸素、化学薬品または熱による劣化を防止するために保護層でコーティングされている熱電材料。
- 前記コーティングが、セラミック材料またはセラミック材料とガラスとの混合物を含有し、前記コーティングに金属を混合することができる、請求項1に記載の熱電材料。
- 金属、金属合金、半金属、半導体、グラファイト、グラフェン、グラファン、電気伝導性セラミックスまたはこれらの組合せの層でコーティングされている、請求項1に記載の熱電材料。
- 金属、金属合金、半金属、半導体、グラファイト、グラフェン、グラファン、電気伝導性セラミックスまたはこれらの組合せの内側層と、セラミック材料またはセラミック材料とガラスとの混合物を含有し、金属を混合することができる外側層とでコーティングされている、請求項1から3のいずれか1項に記載の熱電材料。
- 前記セラミック材料が、アルミナ、ジルコニア、チタニア、シリカ、ホウ素、ストロンチウム、バリウム、リン、鉛、テルリウム、ゲルマニウム、セレン、アンチモン、バナジウム、ハフニウム、タンタル、亜鉛、ランタン、イットリウム、マグネシウム、カルシウムの酸化物、またはこれらの混合物を含む、請求項2または4に記載の熱電材料。
- 前記金属が、Ni、Mo、W、Fe、Au、Fe、Ti、Pd、Al、Ag、Siまたはそれらの合金からなる群から選択される、請求項3または4に記載の熱電材料。
- 前記保護層の厚さが10nm〜500μmの範囲にある、請求項1から6のいずれか1項に記載の熱電材料。
- 導電性接点によって直列に接続されている一連のp型およびn型の半導体を備える熱電モジュールであって、前記導電性接点は、抵抗表面層によって前記導電性接点から電気的に絶縁されている、熱伝導率が中程度の基板から高程度の基板と接触し、前記p型およびn型の半導体の熱電材料が、請求項1から7のいずれか1項に記載の保護層でコーティングされている熱電モジュール。
- 前記基板が金属、金属合金、半金属、半導体、グラファイト、セラミックスまたはこれらの組合せである、請求項8に記載の熱電モジュール。
- 前記熱電材料が固体マトリックスに埋め込まれ、固定され、または挿入され、マトリックス材料は熱伝導率および電気伝導率が低く、好ましくはセラミックス、ガラス、雲母、エアロゲル、またはこれらの材料の組合せである、請求項8または9に記載の熱電モジュール。
- 前記熱電材料に前記保護コーティング層を塗布するステップを含む、請求項1から7のいずれか1項に記載の熱電材料を作製する方法。
- ヒートポンプとして使用するための、着座家具、車両および建物の環境制御のための、冷蔵庫および(洗濯)乾燥機における、物質分離のためのプロセスにおける流れの同時加熱および冷却のための、熱源を利用する発電機としての、または電子部品を冷却するための、請求項8から10のいずれか1項に記載の熱電モジュールの使用法。
- 請求項8から10のいずれか1項に記載の熱電モジュールを少なくとも1つ備える、ヒートポンプ、冷却器、冷蔵庫、(洗濯)乾燥機、熱源を利用するための発電機、熱エネルギーを電気エネルギーに変換するための発電機。
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