JP5269121B2 - 熱電変換材料およびそれを用いた熱電変換素子 - Google Patents
熱電変換材料およびそれを用いた熱電変換素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5269121B2 JP5269121B2 JP2011034682A JP2011034682A JP5269121B2 JP 5269121 B2 JP5269121 B2 JP 5269121B2 JP 2011034682 A JP2011034682 A JP 2011034682A JP 2011034682 A JP2011034682 A JP 2011034682A JP 5269121 B2 JP5269121 B2 JP 5269121B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermoelectric conversion
- conversion material
- type
- atomic
- substituted
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
一般に、性能指数Zの値が高いほど熱電変換材料としての性能が優れる。つまり、熱電変換材料を用いる場合には、出力因子Pを大きくするだけでなく、熱伝導率κを小さくすることによって性能指数Zを上げることが必要である。
(実施例1)
所定量のFe、V、Al原料を秤量してアーク溶解にて合金を作製した。その後、ボールミルを用いて粒子径が45μm以下となるように粉砕した後、950℃で1時間ホットプレスすることにより外形が10mmφで、厚みが2mmの成形体を得た。成型体における生成相をX線回折で調査したところ、ホイスラー型結晶構造を有する相が主相であることが確認された。具体的には、全体積の90%以上がホイスラー型結晶構造を有する相からなっていた。
(実施例2〜17)
(表1)に示す組成により各々原料を配合して、実施例1と同様の方法により実施例2〜17の合金を作製した。次いで、実施例1と同様にボールミル粉砕した後に、ホットプレスすることにより成型体を形成して、各実施例の熱電変換材料を得た。成型体における生成相をX線回折により調査したところ、いずれもホイスラー型結晶構造を有する相が主相として存在することが確認された。具体的には、いずれの場合も全体積の90%以上がホイスラー型結晶構造を有する相からなっていた。
(実施例18)
p型熱電変換材料として実施例10の熱電変換材料を、n型熱電変換材料として実施例1の熱電変換材料を使用して、図3の熱電変換モジュール10を作製した。まず、各材料とも1.5mm角、高さ4.5mmに切り出してp型素子11及びn型素子12とした。これらを、32個ずつ銀電極板13、14で交互に直列となるよう接続し、終端電極には電流リード線を接合した。また、銀電極板13、14の、p型素子11やn型素子12を接続していない側には、2面とも窒化アルミニウム焼結体板15、16を接合した。この熱電変換モジュール10の内部抵抗は、1.06Ωであった。
(比較例1〜11)
(表1)に示す組成により各々原料を配合して、実施例1と同様の方法により比較例1〜11の合金を作製した。次いで、実施例1と同様にボールミル粉砕した後に、ホットプレスすることにより成型体を形成して、各実施例の熱電変換材料を得た。成型体における生成相をX線回折により調査したところ、いずれもホイスラー型結晶構造を有する相が主相として存在することが確認された。具体的には、いずれの場合も全体積の90%以上がホイスラー型結晶構造を有する相からなっていた。
2、11…p型素子
3、12…n型素子
4…電極
5…第1の端子
6…第2の端子
10…熱電変換モジュール
13…第1の電極
14…第2の電極
15…第1の絶縁性導熱板
16…第2の絶縁性導熱板
20…熱交換器
21…ガス通路
22…熱交換フィン
23…外囲器
24…流路
25…導入管
26…排出管
Claims (7)
- ホイスラー構造を主相とし、FexVy(GapAl1−p)100−x−y(ただし、xは35≦x≦36又は44≦x≦60、yは35≦x≦36の場合は29≦y≦30、44≦x≦60の場合は20≦y≦26、0.1≦p≦0.7である)で表される組成を有する化合物を含有することを特徴とする熱電変換材料。
- ホイスラー構造を主相とし、FexVy(GapBqAl1−p―q)100−x−y(ただし、xは35≦x≦36又は44≦x≦60、yは35≦x≦36の場合は29≦y≦30、44≦x≦60の場合は20≦y≦26、0.01≦p≦0.5、0.001≦q≦0.3である)で表される組成を有する化合物を含有することを特徴とする熱電変換材料。
- 前記化合物のxは35≦x≦36又は49≦x≦60、yは35≦x≦36の場合は29≦y≦30、49≦x≦60の場合は20≦y≦26であることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の熱電変換材料。
- 前記化合物のFeの一部が、Ti、Cr、Co及びMoからなる群より選ばれる少なくとも一種のFe置換元素で置換され、前記Fe置換元素の置換は、前記Feと前記Fe置換元素量の総量に対して約20原子%以下とすることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の熱電変換材料。
- 前記化合物のAlの一部が、Si、Sn、In及びBiからなる群より選ばれる少なくとも一種のAl置換元素で置換され、前記Al置換元素の置換量は、前記Alと前記Al置換元素量の総量に対して約20原子%以下とすることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の熱電変換材料。
- 請求項1ないし5のいずれかに記載の熱電変換材料を950℃で1時間ホットプレスして成型した成型体の熱拡散率、密度および比熱を測定して求めた熱伝導率κが3.3W/mK以下であり、前記成型体を4×1×0.5mmの針状に切り出した針状体の両端に3℃(300Kと303K)の温度差をつけて起電力を測定して求めたゼーベック係数αが118μV/K以上又は−155μV/K以下であり、前記針状体の電気抵抗率ρを4端子法にて測定して求めた性能指数Z(Z=α2/ρκ)が1.02×10−3/K以上であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の熱電変換材料。
- p型熱電変換材料を含むp型素子およびn型熱電変換材料を含むn型素子を交互に直列に接続した熱電変換素子において、前記p型熱電変換材料及び前記n型熱電変換材料の少なくとも一方に請求項1ないし6のいずれか1項に記載の熱電変換材料を用いたことを特徴とする熱電変換素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011034682A JP5269121B2 (ja) | 2011-02-21 | 2011-02-21 | 熱電変換材料およびそれを用いた熱電変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011034682A JP5269121B2 (ja) | 2011-02-21 | 2011-02-21 | 熱電変換材料およびそれを用いた熱電変換素子 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002280287A Division JP2004119647A (ja) | 2002-09-26 | 2002-09-26 | 熱電変換材料及びそれを用いた熱電変換素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011101060A JP2011101060A (ja) | 2011-05-19 |
JP5269121B2 true JP5269121B2 (ja) | 2013-08-21 |
Family
ID=44191914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011034682A Expired - Fee Related JP5269121B2 (ja) | 2011-02-21 | 2011-02-21 | 熱電変換材料およびそれを用いた熱電変換素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5269121B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4035572B2 (ja) * | 2001-08-23 | 2008-01-23 | 国立大学法人 名古屋工業大学 | 熱電変換材料、その製造方法及び熱電変換素子 |
JP2004119647A (ja) * | 2002-09-26 | 2004-04-15 | Toshiba Corp | 熱電変換材料及びそれを用いた熱電変換素子 |
-
2011
- 2011-02-21 JP JP2011034682A patent/JP5269121B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011101060A (ja) | 2011-05-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10508324B2 (en) | Thermoelectric conversion material and thermoelectric conversion module | |
JP2005116746A (ja) | 熱電変換材料及びこれを用いた熱電変換素子 | |
JP4745183B2 (ja) | 熱電変換材料とそれを用いた熱電変換モジュール | |
US7851692B2 (en) | Thermoelectric material, thermoelectric conversion module and thermoelectric power generating device using the same | |
JP2004356607A (ja) | 熱電変換材料および熱電変換素子 | |
JP4468044B2 (ja) | 熱電材料および熱電変換素子 | |
JP2007158191A (ja) | 熱電材料およびこの材料を用いた熱電変換素子 | |
JP2012521648A (ja) | 自己組織化熱電材料 | |
WO2013093967A1 (ja) | 熱電変換素子とそれを用いた熱電変換モジュール | |
JP2004119647A (ja) | 熱電変換材料及びそれを用いた熱電変換素子 | |
US20040261833A1 (en) | Thermoelectric conversion material, thermoelectric conversion element using the material, and electric power generation method and cooling method using the element | |
JP2004119648A (ja) | p型熱電変換材料及びそれを用いた熱電変換素子 | |
JP5099976B2 (ja) | 熱電変換材料の製造方法 | |
JP3607249B2 (ja) | 熱電変換材料およびそれを用いた熱電変換素子 | |
JP4865531B2 (ja) | Yb−AE−Fe−Co−Sb(AE:Ca、Sr、Ba、Ag)系熱電変換材料 | |
JP6617840B2 (ja) | p型熱電変換材料、熱電変換モジュール及びp型熱電変換材料の製造方法 | |
JP5269121B2 (ja) | 熱電変換材料およびそれを用いた熱電変換素子 | |
JP2007173799A (ja) | 熱電変換材料および熱電変換素子 | |
JP4937069B2 (ja) | 熱電変換材料およびこれを用いた熱電変換素子 | |
JP5563024B2 (ja) | 熱電変換材料とそれを用いた熱電変換モジュール | |
JP5269122B2 (ja) | 熱電変換材料およびそれを用いた熱電変換素子 | |
JP2008227321A (ja) | 熱電変換材料及びこれを用いた熱電変換モジュール | |
JP3923041B2 (ja) | 熱電変換材料及びこれを用いた熱電変換素子 | |
JP2004104015A (ja) | 熱電変換材料およびそれを用いた熱電変換素子 | |
JP2007173798A (ja) | 熱電変換材料の製造方法および熱電変換素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110317 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121011 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121016 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121217 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130115 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130311 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130409 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130507 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5269121 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |