JP2613461B2 - Processing method of powder for thermoelectric conversion material - Google Patents
Processing method of powder for thermoelectric conversion materialInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は熱電変換材料用粉末の処理方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for treating a powder for a thermoelectric conversion material.
（従来の技術及びその問題点） 炭化珪素、鉄シリサイドなどに代表される熱電変換材
料は、各種の廃熱を電気エネルギーに変換することがで
きる素材として、注目されている。(Conventional technology and its problems) Thermoelectric conversion materials represented by silicon carbide, iron silicide, and the like have attracted attention as materials capable of converting various types of waste heat into electric energy.
ところで、公知の熱電変換材料はゼーベック係数で示
される熱起電力が充分ではない。例えば、公知の鉄シリ
サイドの熱起電力は0.4mV/K以下である。Incidentally, known thermoelectric conversion materials do not have a sufficient thermoelectromotive force represented by the Seebeck coefficient. For example, the thermal electromotive force of a known iron silicide is 0.4 mV / K or less.
熱電変換材料を実用的に使用可能とするためには、熱
起電力をさらに高めることが望まる。In order to make the thermoelectric conversion material practically usable, it is desirable to further increase the thermoelectromotive force.
（問題点を解決するための技術的手段） 本発明は、熱起電力を有する粉末をプラズマ処理する
方法において、プラズマを形成するガスとして酸素含有
ガスを使用し、ガス圧0.1〜10torrで高周波放電により
発生する低温酸素プラズマで処理することを特徴とする
熱電変換材料用粉末の処理方法に関するものである。(Technical Means for Solving the Problems) The present invention relates to a method for plasma-treating a powder having a thermoelectromotive force, wherein an oxygen-containing gas is used as a gas for forming plasma, and high-frequency discharge is performed at a gas pressure of 0.1 to 10 torr The present invention relates to a method for treating thermoelectric conversion material powder, which is characterized in that it is treated with low-temperature oxygen plasma generated by the method.
本発明によれば、熱起電力を有する粉末を低温酸素プ
ラズマで処理する方法が提供される。According to the present invention, there is provided a method for treating a powder having a thermoelectromotive force with a low-temperature oxygen plasma.
本発明の処理方法に適用可能な熱起電力を有する粉末
としては、SiC、B4C、FeSi2、CrSi2などのそれ自体公知
のものが挙げられる。熱電変換材料の例は、例えばエネ
ルギー第20巻、第９号、44ページ（1987）に開示されて
いる。Examples of the powder having a thermoelectromotive force applicable to the treatment method of the present invention include known materials such as SiC, B 4 C, FeSi 2 , and CrSi 2 . Examples of thermoelectric conversion materials are disclosed in, for example, Energy, Vol. 20, No. 9, page 44 (1987).
処理される粉末の粒径については特別の制限はない
が、通常0.1〜100μｍである。The particle size of the powder to be treated is not particularly limited, but is usually 0.1 to 100 μm.
本発明における低温酸素プラズマとしては、安定した
プラズマが大面積で得られる高周波放電によって発生す
る低温酸素プラズマが採用される。As the low-temperature oxygen plasma in the present invention, low-temperature oxygen plasma generated by high-frequency discharge that can obtain stable plasma over a large area is employed.
プラズマを形成するとガスとしては、純酸素、あるい
はこれを不活性ガス、例えばアルゴン、ヘリウムで希釈
した混合ガスが使用される。酸素／不活性ガス比は通常
0.1〜１である。また、ガス圧は一般に0.1〜10torrであ
る。When a plasma is formed, pure oxygen or a mixed gas obtained by diluting it with an inert gas such as argon or helium is used as a gas. Oxygen / inert gas ratio is normal
0.1 to 1. The gas pressure is generally 0.1 to 10 torr.
熱起電力を有する粉末を低温酸素がプラズマで処理す
る方法としては、プラズマが発生する放電領域に粉末を
置いて接触させる方法、放電領域からプラズマが流れ出
るようにしその流れの下流に粉末を置いて接触させる方
法などを採用することができる。処理効率の点からは前
者の方法がより好ましい。いずれの方法においても、均
一な処理を行うためには粉末を撹拌しながら処理するこ
とが望ましい。As a method of treating powder having a thermoelectromotive force with low-temperature oxygen by plasma, a method of placing the powder in a discharge region where the plasma is generated and contacting the plasma, a method of causing the plasma to flow out of the discharge region and placing the powder downstream of the flow. A contacting method or the like can be employed. The former method is more preferable in terms of processing efficiency. In any method, in order to perform a uniform treatment, it is desirable to perform the treatment while stirring the powder.
以下に本発明の方法において好ましく採用される装置
の図面を参照して説明する。Hereinafter, an apparatus preferably employed in the method of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は本発明の処理方法において好適に採用するこ
とができるプラズマ処理装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus that can be suitably employed in the processing method of the present invention.
プラズマ処理装置は、プラズマ発生装置10、反応装置
200、酸素ガス供給装置30及び排気装置40からなってい
る。The plasma processing apparatus includes a plasma generator 10, a reactor,
200, an oxygen gas supply device 30, and an exhaust device 40.
プラズマ発生装置10は、高周波発振器11、後述する反
応器20の外側に配置された高周波コイル12及び発振器11
とコイル12とを連結する導線13からなる。The plasma generator 10 includes a high-frequency oscillator 11, a high-frequency coil 12 disposed outside a reactor 20 described below, and an oscillator 11
And a coil 13 connecting the coil 12 and the coil 12.
反応装置200は、反応器201及び粉末収納器202から主
として構成される。反応器201の頂部にはガス排出管203
が、また粉収納器202の側壁にはガス導入管204が、それ
ぞれ、設けられている。なお、反応装置200は、反応器2
01と粉末収納器202とに分割せず、一体の容器で構成さ
れていてもよい。The reaction apparatus 200 mainly includes a reactor 201 and a powder container 202. At the top of the reactor 201 is a gas exhaust pipe 203
However, gas introduction pipes 204 are provided on the side walls of the powder container 202, respectively. In addition, the reactor 200 is the reactor 2
Instead of being divided into the 01 and the powder container 202, they may be constituted by an integral container.
軸受け205によって支承される撹拌軸206が粉末収納器
202の側壁を貫通して設置されている。撹拌軸206に粉末
かきあげ用の羽根207が粉末収納器202内で回転可能に取
付けられている。羽根207の形状については特別の制限
はなく、図示する矩形状の羽根の他にアンカー形状の羽
根等を適宜採用することができる。また、羽根207の枚
数についての制限もなく、処理する粉末の量及び粉末の
かきあげ高さを考慮して当業者が適宜変更することがで
きる。The stirring shaft 206 supported by the bearing 205 is a powder container.
It is installed through 202 side walls. A powder scraping blade 207 is rotatably attached to the stirring shaft 206 in the powder container 202. The shape of the blade 207 is not particularly limited, and an anchor-shaped blade or the like can be appropriately used in addition to the illustrated rectangular blade. Further, there is no limitation on the number of blades 207, and a person skilled in the art can appropriately change the number of blades 207 in consideration of the amount of powder to be processed and the height of scraping of the powder.
さらに、撹拌軸206は、反応装置200の長手方向に対し
て垂直の面に２本以上設けることもできる。プラズマ処
理装置が大型の場合には、上記のように撹拌軸206を複
数個設けて、処理される粉末を反応器201に効率よくか
きあげることが有効である。Further, two or more stirring shafts 206 may be provided on a plane perpendicular to the longitudinal direction of the reactor 200. When the plasma processing apparatus is large, it is effective to provide a plurality of agitating shafts 206 as described above to efficiently pump the powder to be processed into the reactor 201.
撹拌軸206の端部にはプーリー208が固着されており、
ベルト209を介してモータ210に連結されている。A pulley 208 is fixed to the end of the stirring shaft 206,
It is connected to a motor 210 via a belt 209.
酸素ガス供給装置30は、酸素を充填したボンベ31、酸
素を反応装置200に供給する管32、33及び管32と管33と
の間に設けられたバルブ34からなる。管33は反応装置20
0のガス導入管204に連結している。The oxygen gas supply device 30 includes a cylinder 31 filled with oxygen, tubes 32 and 33 for supplying oxygen to the reaction device 200, and a valve 34 provided between the tubes 32 and 33. Tube 33 is reactor 20
0 is connected to the gas introduction pipe 204.
ガス排出装置40は、粉末トラップ41及び真空ポンプ42
から主として構成される。粉末トラップ42は管43、バル
ブ44及び管45を介して反応装置200と連結されている。
また、粉末トラップ41と真空ポンプ42とは管46で連結さ
れている。The gas discharge device 40 includes a powder trap 41 and a vacuum pump 42.
Mainly composed of The powder trap 42 is connected to the reactor 200 via a tube 43, a valve 44 and a tube 45.
The powder trap 41 and the vacuum pump 42 are connected by a pipe 46.
熱起電力を有する粉末を粉圧収納器202に入れた後、
モータ201を駆動させて羽根207を回転させ、粉末が反応
器201の略中央部の高さになるようにかきあげる。After putting the powder having the thermoelectromotive force into the powder pressure container 202,
The motor 201 is driven to rotate the blade 207, and the powder is scraped up to a height substantially at the center of the reactor 201.
バルブ34を閉じると共にバルブ44を開き、真空ポンプ
42を駆動させて反応装置200内を所定の圧力とする。つ
いで、バルブ34を開いてボンベ31から酸素を反応ガス導
入管204から粉末収納器202内に供給する。Close valve 34 and open valve 44 to remove the vacuum pump
By driving 42, the inside of the reaction device 200 is set to a predetermined pressure. Next, the valve 34 is opened, and oxygen is supplied from the cylinder 31 through the reaction gas introduction pipe 204 into the powder container 202.
高周波発振器11から所定の高周波を高周波コイル12に
供給して、反応器201内に低温酸素プラズマを発生さ
せ、これと反応室201にかきあげられた粉末とが接触す
ることによって、低温酸素プラズマで処理された熱起電
力を有する粉末を得ることができる。A predetermined high frequency is supplied from the high-frequency oscillator 11 to the high-frequency coil 12 to generate a low-temperature oxygen plasma in the reactor 201, and the low-temperature oxygen plasma is processed by bringing the low-temperature oxygen plasma into contact with the powder scraped into the reaction chamber 201. A powder having a controlled thermoelectromotive force can be obtained.
（実施例） 以下に実施例を示す。(Example) An example is shown below.
実施例１ 第１図に示す装置を用い、平均粒径10μｍ、熱起電力
0.4mV/Kの鉄シリサイド粉末45gを以下の条件で低温酸素
プラズマ処理した。Example 1 Using the apparatus shown in FIG. 1, an average particle diameter of 10 μm and a thermoelectromotive force
45 g of 0.4 mV / K iron silicide powder was subjected to low-temperature oxygen plasma treatment under the following conditions.
反応装置内の圧力 0.1torr 高周波発振器 周波数 13.56MHz パワー 20W/cm2 酸素供給量 5ml/分（標準状態換算） 処理時間 120分 得られた鉄シリサイド粉末をホットプレスして直径20
mm、厚さ3mmの円盤状の焼結体を調製した。この焼結体
から測定片を切り出し、300〜600Kの温度範囲の熱起電
力（ゼーベック係数）を測定した。結果を第２図に示
す。Pressure in the reactor 0.1torr High frequency oscillator Frequency 13.56MHz Power 20W / cm 2 Oxygen supply 5ml / min (converted to standard condition) Processing time 120min Hot-press the obtained iron silicide powder to diameter 20
A disc-shaped sintered body having a thickness of 3 mm and a thickness of 3 mm was prepared. A measurement piece was cut out from the sintered body, and a thermoelectromotive force (Seebeck coefficient) in a temperature range of 300 to 600K was measured. The results are shown in FIG.
比較例１ 低温酸素プラズマで処理しなかった鉄シリサイド粉末
の焼結体からの測定片を実施例１の場合と同様にして調
製し、その熱起電力を測定した。結果を第２図に示す。Comparative Example 1 A measurement piece from a sintered body of iron silicide powder that was not treated with low-temperature oxygen plasma was prepared in the same manner as in Example 1, and its thermoelectromotive force was measured. The results are shown in FIG.
なお、第２図において、実施例１の結果を○印で、比
較例１の結果を×印で示す。In FIG. 2, the results of Example 1 are indicated by ○, and the results of Comparative Example 1 are indicated by X.
（発明の効果） 本発明によれば、公知の熱起電力を有する粉末を低温
酸素プラズマ処理することにより、その熱起電力を大幅
に増大することができる。(Effects of the Invention) According to the present invention, by subjecting a powder having a known thermoelectromotive force to low-temperature oxygen plasma treatment, the thermoelectromotive force can be greatly increased.
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の方法で使用される装置の概略図であ
る。 10……プラズマ発生装置 200……反応装置 30……ガス供給装置 40……ガス排出装置 第２図は、実施例１及び比較例１で得られた焼結体の熱
起電力を示す図であり。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus used in the method of the present invention. 10 Plasma generator 200 Reactor 30 Gas supply device 40 Gas exhaust device FIG. 2 is a diagram showing the thermoelectromotive force of the sintered bodies obtained in Example 1 and Comparative Example 1. Yes.
Claims (1)
方法において、プラズマを形成するガスとして酸素含有
ガスを使用し、ガス圧0.1〜10torrで高周波放電により
発生する低温酸素プラズマで処理することを特徴とする
熱電変換材料用粉末の処理方法。In a method of plasma-treating a powder having a thermoelectromotive force, an oxygen-containing gas is used as a plasma-forming gas, and the plasma is treated with a low-temperature oxygen plasma generated by high-frequency discharge at a gas pressure of 0.1 to 10 torr. A method for treating powder for a thermoelectric conversion material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63316126A JP2613461B2 (en) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | Processing method of powder for thermoelectric conversion material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63316126A JP2613461B2 (en) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | Processing method of powder for thermoelectric conversion material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02162778A JPH02162778A (en) | 1990-06-22 |
| JP2613461B2 true JP2613461B2 (en) | 1997-05-28 |
Family
ID=18073538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63316126A Expired - Lifetime JP2613461B2 (en) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | Processing method of powder for thermoelectric conversion material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2613461B2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6447850A (en) * | 1987-08-14 | 1989-02-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Manufacture of thermoelement |
-
1988
- 1988-12-16 JP JP63316126A patent/JP2613461B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02162778A (en) | 1990-06-22 |
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