JP2015518650A - 熱電素子の粉末冶金製造 - Google Patents
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Abstract
Description
・Thermoelectrics Goes Automotive, D. Jaensch (編集), expert verlag GmbH, 2011, ISBN 978-3-8169-3064-8
・JP2006032850A
・EP0773592A2
・US6872879B1
・US20050112872A1
・JP2004265988A
熱電素子の技術的構成には、熱電作用材料から成る2つの熱電脚部材により構成される少なくとも1つの熱電対と、当該熱電対を支持および/または包囲して外部に対して電気的に絶縁する基板とが含まれる。
ハーフホイスラー材料
種々のケイ化物(とりわけマグネシウム、鉄)
種々のテルル化物(鉛、錫、ランタン、アンチモン、銀)
種々のアンチモン化物(亜鉛、セレン、鉄、イッテルビウム、マンガン、コバルト、ビスマス;一部はジントル相とも称される)
TAGS、シリコンゲルマニウム化物、クラスレート(特にゲルマニウム系)。
これらの半導体材料の他にも、大抵の通常の金属を組み合わせて熱電素子を製造することも可能であり、たとえば、温度測定用の市販の熱電対において用いられるような金属、たとえばNi‐CrNiから熱電対を製造することも可能である。しかし、これらにより実現可能ないわゆる性能指数(熱電「効率」)は、上述の半導体材料の性能指数よりも格段に低い。
n型ないしはp型のアクティブ材料(たとえば、表1に示した原子組成のテルル化ビスマス系のアクティブ材料)をグローブボックス内にて、窒素雰囲気下(5.0)で酸化ジルコニウム粉砕容器内に、酸化ジルコニウム粉砕ボールと共に入れる。次に、この粉砕容器をプラネットミル(Fritsch Planeten-Monomuehle「Pulverisette 6」classic line)内に挟み込み、15分ごとに650rpmで10回粉砕し、この粉砕の合間に、冷却目的(粉砕物の過熱を防止する目的)で休止期間をおきながら、当該粉砕を行う。その後、HORIBA 社 950-L を用いて粒度分布を求める(脱塩処理した水中に超音波によって粒子サンプルを拡散させたもの)。d50値が8μmを下回る場合、前記粉砕処理を終了させ、そうでない場合には必要に応じて、所望のd50値に達するかまたは所望のd50値を下回るまで、上述の設定でさらに粉砕工程を行う。この粉砕したアクティブ材料粉末は、後続の使用まで窒素下で保管される。
同実施例では、粉末状の半導体材料のプレスを、5*107Pa(500バール)のみのプレス圧で行い、その他は実施例1と同様に行う。このようにプレス圧が低いにもかかわらず、熱電脚をほぼ同一の目標密度にすることができ、それと同時に、構造不具合(ひび、反り、剥離)が生じる確率を格段に低下させることができ、基板の孔の縁辺にかかる力が小さくなることにより熱電脚の側方の広がりを小さくすることができ、十分に同じ電気的特性および熱電特性を実現することができる。このようにして、熱電脚の欠陥率を格段に低くすることができる。さらに、基板に変形が生じるのを十分に回避することができる。基板に変形が生じると、場合によっては後処理が必要になることがある。
2 切断パンチ
3 マスク
4 成形型
5 第1のアクティブ材料
6 第2のアクティブ材料
7 孔
8 レール
9 押さえ具
10 サンプル
11 管
12 ―――
13 押し型
14 フィルム
15 スライス
16 グリーン体(第1のアクティブ材料から成る)
17 グリーン体(第2のアクティブ材料から成る)
18 熱電脚(第1のアクティブ材料から成る)
19 熱電脚(第2のアクティブ材料から成る)
Claims (24)
- 乾燥した粉末状の少なくとも1つの熱電性のアクティブ材料を、孔が開いた成形型の少なくとも一部の孔内に挿入する、熱電素子または熱電素子の少なくとも半製品の製造方法において、
前記アクティブ材料を前記孔内に残留させ、
前記アクティブ材料を充填した前記成形型を、製造完成後の前記熱電素子の一部とする
ことを特徴とする、製造方法。 - 2つの異なるゼーベック係数を有する2つの異なる熱電性のアクティブ材料を使用し、
第1のステップにおいて、第1の熱電性のアクティブ材料を前記孔のうちの一部である第1の孔にプレスし、
第2のステップにおいて、第2の熱電性のアクティブ材料を前記孔のうちの一部である第2の孔にプレスする、
請求項1記載の製造方法。 - 前記アクティブ材料はテルル化ビスマスであり、
前記アクティブ材料の、レーザ回折法により測定される粒度分布の平均粒度d50は、1〜100μmの間であり、有利には2〜10μmの間であり、特に有利には3〜5μmの間である、
請求項1または2記載の製造方法。 - 前記成形型は、熱絶縁性かつ電気絶縁性の材料から成る、
請求項1から3までのいずれか1項記載の製造方法。 - 前記成形型は非金属材料からなり、
前記非金属材料はとりわけ、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)と、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)と、ポリフェニルスルフォン(PPSU)と、ポリフェニレンスルフィド(PPS)と、ヒュームドシリカと、析出シリカと、金属酸化物と、ポリイミドとを含む群から選択したものである、
請求項4記載の製造方法。 - 前記成形型は、無機原材料とバインダ剤との複合材料から成り、
前記バインダ剤は特に、シリコーンまたはシリコーン樹脂であり、
前記無機原材料は特に、雲母、パーライト、金雲母、白雲母を含む群から選択したものである、
請求項4記載の製造方法。 - 前記成形型の厚さは0.1ないし10mmであり、有利には0.5ないし5mmであり、特に有利には1ないし3mmである、
請求項1から6までのいずれか1項記載の製造方法。 - 前記孔は、前記成形型の面法線に対して実質的に平行に延在する、
請求項1から7までのいずれか1項記載の製造方法。 - 前記孔の断面は、円形または楕円形または多角形であり、特に六角形である、
請求項1から8までのいずれか1項記載の製造方法。 - 前記孔の等価直径と前記成形型の厚さとの比は0.1ないし10であり、特に0.5ないし5であり、特に有利には1ないし2である、
請求項1から9までのいずれか1項記載の製造方法。 - 前記製造方法を、不活性および/または還元性の雰囲気中にて実施する、
請求項1から10までのいずれか1項記載の製造方法。 - 95ないし99.5 Vol.-% のN2と0.5ないし5 Vol.-% のH2とを含む雰囲気中にて前記製造方法を実施する、
請求項11記載の製造方法。 - 前記アクティブ材料のプレス中、アクティブ材料を目下プレスしようとしている孔の端面を少なくとも覆うレールによって前記成形型を支持する、
請求項1から12までのいずれか1項記載の製造方法。 - 前記アクティブ材料のプレス中、押さえ具によって前記成形型を前記レールに押しつけることにより、前記成形型を前記押さえ具と前記レールとの間に保持する、
請求項13記載の製造方法。 - 第1の工程において、充填しようとしている孔に対して同軸に延在する管内から、当該充填しようとしている孔内にアクティブ材料を充填し、
第2の工程において、充填された前記孔に対して同軸に延在する押し型を用いて、前記孔内に充填したアクティブ材料をプレスする、
請求項1から14までのいずれか1項記載の製造方法。 - 前記管および/または前記押し型の断面は、前記孔の断面と実質的に同一である、
請求項15記載の製造方法。 - 前記孔内にてプレスされたアクティブ材料に焼結プロセスを施し、
前記成形型の少なくとも片面において、前記孔内にて焼結したアクティブ材料を相互に電気的にコンタクトする、
請求項1から16までのいずれか1項記載の製造方法。 - 電流焼結法を用いて、前記孔内にてプレスされたアクティブ材料を固形化して熱電脚を形成する、
請求項17記載の製造方法。 - 前記アクティブ材料上に拡散バリアを載せ配置し、オプションとして当該拡散バリア上にコンタクト層を配置する、
請求項1から18までのいずれか1項記載の製造方法。 - 前記成形型上にダイを載置し、
前記ダイ上にバリア材料から成るフィルムを、特にニッケルから成るフィルムを載置し、
前記押し型を用いて、前記ダイの切刃で前記フィルムを打ち抜いてスライスを成形し、
前記スライスをバリア層として前記アクティブ材料に押圧する、
請求項15から19までのいずれか1項記載の製造方法。 - 前記アクティブ材料を、粉末状の少なくとも1つの添加剤とともにプレスする、
請求項1から20までのいずれか1項記載の製造方法。 - 請求項1から21までのいずれか1項に従い製造された、熱電素子、または、熱電素子の少なくとも半製品。
- 熱エネルギーを電気エネルギーに変換するための熱電発電機として、または、熱生成もしくは冷気生成の目的で電気エネルギーを熱エネルギーに変換するためのペルティエ素子として、または、温度測定用の温度センサとしての、請求項22記載の熱電素子の使用。
- 熱電発電機の製造における、請求項22記載の熱電素子の半製品の使用。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018186265A (ja) * | 2017-02-13 | 2018-11-22 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | 緻密化方法及び装置 |
JP2019509623A (ja) * | 2016-01-21 | 2019-04-04 | エボニック デグサ ゲーエムベーハーEvonik Degussa GmbH | 熱電素子を粉末冶金により製造する合理的方法 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5677519B2 (ja) * | 2013-07-01 | 2015-02-25 | 株式会社村田製作所 | 温度検出装置 |
DE102013219541B4 (de) | 2013-09-27 | 2019-05-09 | Evonik Degussa Gmbh | Verbessertes Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung thermoelektrischer Bauelemente |
DE102014002247A1 (de) | 2014-02-21 | 2015-08-27 | Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg | Aufbau eines Peltiermoduls für Warmwasserspeicher |
DE102014002249B4 (de) | 2014-02-21 | 2024-02-15 | Evonik Operations Gmbh | Verfahren zum Steuern einer Warmwasserspeicheranordnung zum Erwärmen von Wasser und Bereitstellen des erwärmten Wassers |
DE102014203139A1 (de) | 2014-02-21 | 2015-08-27 | Evonik Degussa Gmbh | Verbesserungen betreffend Kontaktbrücken thermoelektrischer Bauelemente |
DE102014002245A1 (de) | 2014-02-21 | 2015-08-27 | Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg | Aufbau eines Peltiermoduls für Warmwasserspeicher |
DE102014002246A1 (de) | 2014-02-21 | 2015-08-27 | Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg | Aufbau eines Peltiermoduls für Warmwasserspeicher |
DE102014219756A1 (de) | 2014-09-30 | 2016-03-31 | Evonik Degussa Gmbh | Plasma-Beschichten von thermoelektrischem Aktivmaterial mit Nickel und Zinn |
CN105149576B (zh) * | 2015-09-18 | 2017-07-28 | 复旦大学 | 一种热电材料快速成型的3d打印方法 |
DE102020210034B3 (de) * | 2020-08-07 | 2021-10-21 | Dr. Fritsch Sondermaschinen GmbH. | Sintervorrichtung zum feldunterstützten Sintern |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH043475A (ja) * | 1990-04-20 | 1992-01-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子部品 |
JPH08153899A (ja) * | 1994-11-30 | 1996-06-11 | Mitsubishi Materials Corp | 熱電変換用サーモモジュール及びその製造方法 |
JPH11163424A (ja) * | 1997-11-28 | 1999-06-18 | Kubota Corp | 熱電モジュールの作製方法 |
JP2002076451A (ja) * | 2000-09-04 | 2002-03-15 | Eco Twenty One:Kk | 熱電変換素子の製造方法及び熱電変換素子 |
JP2002111085A (ja) * | 2000-10-03 | 2002-04-12 | Komatsu Ltd | 熱電材料の製造方法及びそれに用いる製造装置 |
JP2002270912A (ja) * | 2001-03-14 | 2002-09-20 | Aisin Seiki Co Ltd | 熱電半導体部材の製造方法 |
JP2005223140A (ja) * | 2004-02-05 | 2005-08-18 | Toshiba Corp | 熱電変換モジュール及び熱電変換システム |
JP2006032620A (ja) * | 2004-07-15 | 2006-02-02 | Eco 21 Inc | 熱電変換モジュール |
JP2006339494A (ja) * | 2005-06-03 | 2006-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱電材料およびその製造方法 |
JP2008186977A (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-14 | Furukawa Electric Co Ltd:The | サーモモジュールおよびその製造方法 |
JP2008235712A (ja) * | 2007-03-22 | 2008-10-02 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 熱電変換モジュールの製造方法及び熱電変換モジュール |
WO2012076809A1 (fr) * | 2010-12-10 | 2012-06-14 | Centre National De La Recherche Scientifique - Cnrs - | Thermo-generateur et procede de realisation de thermo-generateur |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3082277A (en) * | 1960-04-19 | 1963-03-19 | Westinghouse Electric Corp | Thermoelectric elements |
DE3305375C2 (de) | 1983-02-17 | 1985-01-03 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur Herstellung von bindemittelfreien Wärmedämmformkörpern |
JPH09139526A (ja) | 1995-11-13 | 1997-05-27 | Ngk Insulators Ltd | 熱電気変換モジュールおよびその製造方法 |
JP3975518B2 (ja) * | 1997-08-21 | 2007-09-12 | 株式会社豊田中央研究所 | 圧電セラミックス |
US6127619A (en) * | 1998-06-08 | 2000-10-03 | Ormet Corporation | Process for producing high performance thermoelectric modules |
AU4551399A (en) * | 1998-06-08 | 1999-12-30 | Ormet Corporation | Process for production of high performance thermoelectric modules and low temperature sinterable thermoelectric compositions therefor |
DE10038891B4 (de) * | 2000-08-09 | 2005-03-31 | Infineon Technologies Ag | Thermoelement, elektronisches Gerät mit Thermoelement und Verfahren zum Herstellen eines Thermoelements |
FR2822295B1 (fr) | 2001-03-16 | 2004-06-25 | Edouard Serras | Generateur thermoelectrique a semi-conducteurs et ses procedes de fabrication |
JP2004265988A (ja) | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱電体およびその製造方法 |
US6969679B2 (en) | 2003-11-25 | 2005-11-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Fabrication of nanoscale thermoelectric devices |
JP2006032850A (ja) | 2004-07-21 | 2006-02-02 | Tohoku Okano Electronics:Kk | 熱電変換モジュール |
JP4876501B2 (ja) | 2005-09-22 | 2012-02-15 | 宇部興産株式会社 | 熱電変換材料及びその製造方法 |
CN101395730A (zh) * | 2006-03-01 | 2009-03-25 | 库拉米克电子学有限公司 | 珀尔帖模块的制造工艺及珀尔帖模块 |
US8481842B2 (en) * | 2006-03-01 | 2013-07-09 | Curamik Electronics Gmbh | Process for producing Peltier modules, and Peltier module |
DE102006055120B4 (de) | 2006-11-21 | 2015-10-01 | Evonik Degussa Gmbh | Thermoelektrische Elemente, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung |
CN101409324B (zh) * | 2008-07-24 | 2013-10-16 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种碲化铋基热电发电器件的制造方法 |
JP2010157645A (ja) * | 2008-12-29 | 2010-07-15 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 熱電発電ユニット |
JP5591513B2 (ja) | 2009-10-16 | 2014-09-17 | ニチアス株式会社 | 断熱材及びその製造方法 |
-
2012
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-
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Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH043475A (ja) * | 1990-04-20 | 1992-01-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子部品 |
JPH08153899A (ja) * | 1994-11-30 | 1996-06-11 | Mitsubishi Materials Corp | 熱電変換用サーモモジュール及びその製造方法 |
JPH11163424A (ja) * | 1997-11-28 | 1999-06-18 | Kubota Corp | 熱電モジュールの作製方法 |
JP2002076451A (ja) * | 2000-09-04 | 2002-03-15 | Eco Twenty One:Kk | 熱電変換素子の製造方法及び熱電変換素子 |
JP2002111085A (ja) * | 2000-10-03 | 2002-04-12 | Komatsu Ltd | 熱電材料の製造方法及びそれに用いる製造装置 |
JP2002270912A (ja) * | 2001-03-14 | 2002-09-20 | Aisin Seiki Co Ltd | 熱電半導体部材の製造方法 |
JP2005223140A (ja) * | 2004-02-05 | 2005-08-18 | Toshiba Corp | 熱電変換モジュール及び熱電変換システム |
JP2006032620A (ja) * | 2004-07-15 | 2006-02-02 | Eco 21 Inc | 熱電変換モジュール |
JP2006339494A (ja) * | 2005-06-03 | 2006-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱電材料およびその製造方法 |
JP2008186977A (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-14 | Furukawa Electric Co Ltd:The | サーモモジュールおよびその製造方法 |
JP2008235712A (ja) * | 2007-03-22 | 2008-10-02 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 熱電変換モジュールの製造方法及び熱電変換モジュール |
WO2012076809A1 (fr) * | 2010-12-10 | 2012-06-14 | Centre National De La Recherche Scientifique - Cnrs - | Thermo-generateur et procede de realisation de thermo-generateur |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019509623A (ja) * | 2016-01-21 | 2019-04-04 | エボニック デグサ ゲーエムベーハーEvonik Degussa GmbH | 熱電素子を粉末冶金により製造する合理的方法 |
US11056633B2 (en) | 2016-01-21 | 2021-07-06 | Evonik Operations Gmbh | Rational method for the powder metallurgical production of thermoelectric components |
JP2018186265A (ja) * | 2017-02-13 | 2018-11-22 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | 緻密化方法及び装置 |
JP7143086B2 (ja) | 2017-02-13 | 2022-09-28 | ザ・ボーイング・カンパニー | 緻密化方法及び装置 |
US11584101B2 (en) | 2017-02-13 | 2023-02-21 | The Boeing Company | Densification methods and apparatuses |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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