JP5448942B2 - Thermoelectric conversion material - Google Patents

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JP5448942B2 JP2010051466A JP2010051466A JP5448942B2 JP 5448942 B2 JP5448942 B2 JP 5448942B2 JP 2010051466 A JP2010051466 A JP 2010051466A JP 2010051466 A JP2010051466 A JP 2010051466A JP 5448942 B2 JP5448942 B2 JP 5448942B2
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Description

本発明は、クラスレート化合物を用いた熱電変換材料に関する。   The present invention relates to a thermoelectric conversion material using a clathrate compound.

ゼーベック効果を利用した熱電変換素子は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する
ことを可能とする。その性質を利用し、産業・民生用プロセスや移動体から排出される排
熱を有効な電力に変換することができるため、熱電変換素子は、環境問題に配慮した省エ
ネルギー技術として注目されている。
Thermoelectric conversion elements using the Seebeck effect can convert thermal energy into electrical energy. Utilizing this property, it is possible to convert exhaust heat exhausted from industrial / consumer processes and mobile objects into effective electric power, and thermoelectric conversion elements are attracting attention as energy-saving technologies in consideration of environmental problems.

ゼーベック効果を利用した熱電変換素子の無次元性能指数ZTは、下記の数式(1)で
表すことができる。
The dimensionless figure of merit ZT of the thermoelectric conversion element using the Seebeck effect can be expressed by the following mathematical formula (1).

ZT=SρT/κ ・・・(1)
(ここで、S、ρ、κ及びTは、それぞれ、ゼーベック係数、電気抵抗率、熱伝導度及び
測定温度を表す。)
ZT = S 2 ρT / κ (1)
(Here, S, ρ, κ, and T represent the Seebeck coefficient, electrical resistivity, thermal conductivity, and measurement temperature, respectively.)

上記の数式(1)から明らかなように、熱電変換素子の性能を向上させるためには、素
子のゼーベック係数を大きくすること、電気伝導度を大きくすること、熱伝導度を小さく
することが重要である。
As is clear from the above formula (1), in order to improve the performance of the thermoelectric conversion element, it is important to increase the Seebeck coefficient of the element, increase the electrical conductivity, and decrease the thermal conductivity. It is.

高い性能指数を示す熱電材料として、従来より、ビスマス・テルル系材料、シリコン・
ゲルマニウム系材料、鉛・テルル系材料などを用いた熱電変換素子が知られている。
As thermoelectric materials with high performance index, bismuth and tellurium materials, silicon
Thermoelectric conversion elements using germanium materials, lead / tellurium materials, and the like are known.

ところで、従来の熱電変換素子は、それぞれ解決すべき課題を有する。例えば、ビスマ
ス・テルル系材料は室温では大きなZT値を有するが、100℃を越えれば急激にそのZ
T値が小さくなり、熱電材料として利用できなくなる。またビスマス・テルル系、鉛・テ
ルル系は環境負荷物質の鉛とテルルを含んでいる。また、シリコン・ゲルマニウム系材料
は、700℃以上の高温域で大きなZTを有するが、中低温では低性能である。
By the way, the conventional thermoelectric conversion element has the problem which should be solved, respectively. For example, bismuth-tellurium-based materials have a large ZT value at room temperature.
The T value becomes small and cannot be used as a thermoelectric material. Bismuth / tellurium and lead / tellurium contain the environmentally hazardous substances lead and tellurium. Silicon-germanium-based materials have large ZT at a high temperature range of 700 ° C. or higher, but have low performance at medium and low temperatures.

そこで、熱電性能が良好で環境負荷が少なく、さらに軽量な新しい熱電材料が求められ
ている。そして、そのような新しい熱電材料の一つとして軽元素であるSiをベースとし
たクラスレート化合物が注目されている。
Therefore, there is a demand for new thermoelectric materials that have good thermoelectric performance, low environmental burden, and lighter weight. As one of such new thermoelectric materials, a clathrate compound based on Si, which is a light element, has attracted attention.

何種類かのSiクラスレート化合物の組成や多結晶体の合成法については既に開示され
ている。
The composition of several types of Si clathrate compounds and methods for synthesizing polycrystals have already been disclosed.

例えば、14族元素と13族元素でクラスレート格子を形成し、2族元素などを内包す
るクラスレート化合物(特許文献1参照)、BaCuSi40クラスレート化合物(
特許文献2参照)、Ba(Al,Ga)Si46−xにおいて10.8≦x≦12.
2であるクラスレート化合物(特許文献3参照)、希土類元素を添加したLaBa
Si40などのクラスレート化合物(特許文献4参照)などが開示されている。
For example, a clathrate compound formed of a group 14 element and a group 13 element to form a clathrate lattice and encapsulate a group 2 element (see Patent Document 1), a Ba 8 Cu 6 Si 40 clathrate compound (
Patent Document 2), Ba 8 (Al, Ga) x Si 46-x , 10.8 ≦ x ≦ 12.
2 (see Patent Document 3), La 2 Ba 6 A added with rare earth elements
A clathrate compound such as u 6 Si 40 (see Patent Document 4) is disclosed.

特許第4372276号公報Japanese Patent No. 4372276 特開2001−064006号公報JP 2001-064006 A 特開2004−067425号公報JP 2004-067425 A 特開2006−057124号公報JP 2006-057124 A

ところで、これらのSiクラスレート化合物においては以下の課題が挙げられる。   By the way, the following subjects are mentioned in these Si clathrate compounds.

特許文献1に記載の技術では、BaSi26Al20において700KではZT=1
.05であることが開示されているが、その他の温度における特性は明らかではなく、性
能が低いことが懸念される。特許文献2に記載の技術では、BaAl16Si30にお
いて1000KでZT=0.5であることが開示されているが、中低温ではその特性が低
い。特許文献3に記載の技術では、熱電特性が不明である。特許文献4に記載の技術では
、希土類元素添加によりバンドギャップが増大してZTが大きくなるとの予測が開示され
ているが、その熱電変換性能は不明である。
In the technique described in Patent Document 1, ZT = 1 at 700 K in Ba 8 Si 26 Al 20 .
. Although it is disclosed that it is 05, the characteristics at other temperatures are not clear, and there is a concern that the performance is low. In the technique described in Patent Document 2, it is disclosed that in Ba 8 Al 16 Si 30 , ZK = 0.5 at 1000 K, but the characteristics are low at medium and low temperatures. In the technique described in Patent Document 3, the thermoelectric characteristics are unknown. In the technique described in Patent Document 4, the prediction that the band gap increases and the ZT increases due to the addition of rare earth elements is disclosed, but the thermoelectric conversion performance is unknown.

そこで、本発明は、熱電変換素子に好適な、優れた熱電変換特性を有するSiクラスレ
ート化合物を用いた熱電変換材料を提供することを目的とする。
Then, an object of this invention is to provide the thermoelectric conversion material using the Si clathrate compound which is suitable for a thermoelectric conversion element, and has the outstanding thermoelectric conversion characteristic.

すなわち、本発明は、クラスレート化合物ASi46−b−c(A=Ba、Srから選択した1成分以上の元素、M=Cu、Ag、Auから選択した1成分以上の元素、Q=Al、Ga、Inから選択した1成分以上の元素)において、前記クラスレート化合物A Si 46−b−c のaが7.7以上8.0以下、かつbが3.4以上3.9以下、かつcが2.2以上3.6以下であり、D=−2a+3b+cで定義されるD値が−3以上であることを特徴とする熱電変換材料である。

That is, the present invention relates to a clathrate compound A a Mb Q c Si 46-bc (A = Ba, one or more elements selected from Sr, M = Cu, Ag, Au, one or more elements selected from Element, Q = one or more elements selected from Al, Ga and In), the a of the clathrate compound A a M b Q c Si 46- bc is 7.7 or more and 8.0 or less, and b 3.4 to 3.9, c is 2.2 to 3.6, and D value defined by D = −2a + 3b + c is −3 or more. The

また、本発明は、焼結密度が理論密度の95%を超える焼結体であること、クラスレー
ト化合物相の最強ピーク比が85%以上であることを、より好ましい特徴としている。
Further, the present invention is more preferably characterized in that the sintered density is a sintered body exceeding 95% of the theoretical density and the strongest peak ratio of the clathrate compound phase is 85% or more.

なお、本発明に係る熱電変換材料には、クラスレート化合物を主成分とし、他の添加物
を少量含有するものも含まれる。
The thermoelectric conversion material according to the present invention includes those containing a clathrate compound as a main component and a small amount of other additives.

本発明によれば、優れた熱電変換特性を有する熱電変換素子を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the thermoelectric conversion element which has the outstanding thermoelectric conversion characteristic can be provided.

本発明の実施形態を説明する。
本発明の好ましい実施形態は、クラスレート化合物ASi46−b−c(A
=Ba、Srから選択した1成分以上の元素、M=Cu、Ag、Auから選択した1成分
以上の元素、Q=Al、Ga、Inから選択した1成分以上の元素)を用いた熱電変換材
料であって、D=−2a+3b+cで定義されるD値が−3以上である。
An embodiment of the present invention will be described.
A preferred embodiment of the present invention comprises a clathrate compound A a M b Q c Si 46-bc (A
= Thermoelectric conversion using one or more elements selected from Ba and Sr, M = one or more elements selected from Cu, Ag and Au, and Q = one or more elements selected from Al, Ga and In) The D value defined by D = -2a + 3b + c is -3 or more.

本発明の実施形態に用いられるクラスレート化合物は、例えば、該クラスレート化合物
の原料混合物を溶解させる溶解工程を経て製造することができる。原料混合物の構成要素
は、単一の元素であってもよく、あるいは、2種以上の元素を含む合金や化合物であって
もよい。また、原料混合物は、所定の組成が得られるように配合する。
The clathrate compound used in the embodiment of the present invention can be produced, for example, through a dissolution step for dissolving the raw material mixture of the clathrate compound. The component of the raw material mixture may be a single element, or may be an alloy or compound containing two or more elements. Further, the raw material mixture is blended so as to obtain a predetermined composition.

原料混合物の溶解温度としては、最も融点の高い原料であるSiの融点(1414℃)
以上が必要であるが、製造時の省エネルギーを考慮すると、溶解温度はなるべく低温であ
ることが望まれる。溶解温度は、1414℃〜1500℃がさらに好ましく、1414〜
1420℃が特に好ましい。
As the melting temperature of the raw material mixture, the melting point of Si, which is the raw material with the highest melting point (1414 ° C.)
Although the above is necessary, it is desirable that the melting temperature be as low as possible in consideration of energy saving during production. The dissolution temperature is more preferably 1414 ° C to 1500 ° C,
1420 ° C. is particularly preferred.

また、溶解時間としては、すべての原料が液体状態で均質に混ざり合う時間が必要だが
、製造時の省エネルギーを考慮するとなるべく短時間であることが望まれ、1〜100分
が好ましく1〜10分がさらに好ましく、1〜5分が特に好ましい。
In addition, as the dissolution time, it is necessary to mix all the raw materials uniformly in a liquid state, but it is desired that the time is as short as possible in consideration of energy saving during production, and preferably 1 to 100 minutes. Is more preferable, and 1 to 5 minutes is particularly preferable.

原料混合物を溶解する方法は、特に限定されるものではなく、種々の方法を用いること
ができる。例えば、アーク溶解や高周波溶解、アルミナ坩堝を用いた真空誘導装置、コー
ルドクルーシブル溶解装置等で溶解してもよい。
The method for dissolving the raw material mixture is not particularly limited, and various methods can be used. For example, it may be melted by arc melting, high frequency melting, a vacuum induction device using an alumina crucible, a cold crucible melting device or the like.

また、原料混合物の溶解は、酸化を防ぐために、真空または真空に近い状態で行うか、
不活性ガス雰囲気下で行うのが好ましい。
In addition, in order to prevent oxidation, the raw material mixture is dissolved in a vacuum or near vacuum,
It is preferable to carry out in an inert gas atmosphere.

本発明の実施形態に用いられるクラスレート化合物の製造においては、前記溶解工程後
にアニール処理を行ってもよい。製造時の省エネルギーを考慮するとなるべく短時間であ
ることが望まれるが、アニール効果を考慮すると長時間が必要であり、アニール処理の処
理時間は1時間以上が好ましく、1〜10時間がさらに好ましい。
In the production of the clathrate compound used in the embodiment of the present invention, an annealing treatment may be performed after the dissolution step. In consideration of energy saving at the time of manufacture, it is desirable that the time is as short as possible. However, considering the annealing effect, a long time is required, and the treatment time of the annealing treatment is preferably 1 hour or more, and more preferably 1 to 10 hours.

アニール処理の処理温度は、700〜930℃が好ましく、850〜930℃がさらに
好ましい。
700-930 degreeC is preferable and the process temperature of annealing treatment has more preferable 850-930 degreeC.

本発明の熱電変換素子の好ましい実施形態は、上記クラスレート化合物の焼結体である
。本発明の熱電変換素子の好ましい実施形態は、本発明の好ましい実施形態のクラスレー
ト化合物を微粒子にする微粒子化工程と、前記微粒子化工程で得られた微粒子を焼結する
焼結工程とを経て製造することができるが、この方法に限定されるものではない。
A preferred embodiment of the thermoelectric conversion element of the present invention is a sintered body of the above clathrate compound. A preferred embodiment of the thermoelectric conversion element of the present invention undergoes a fine particle forming step of making the clathrate compound of the preferred embodiment of the present invention fine particles, and a sintering step of sintering the fine particles obtained in the fine particle forming step. Although it can manufacture, it is not limited to this method.

前記微粒子化工程においては、ボールミル等を用いてクラスレート化合物を粉砕するこ
とにより微粒子を得ることができる。
In the fine particle formation step, fine particles can be obtained by pulverizing the clathrate compound using a ball mill or the like.

前記微粒子の粒径としては、焼結性を向上するために粒度が細かいことが望まれ、15
0μm以下が好ましく、75μm以下がさらに好ましい。
The particle size of the fine particles is desired to be small in order to improve the sinterability, and 15
It is preferably 0 μm or less, and more preferably 75 μm or less.

また、真空中でクラスレート化合物の蒸気を発生させ、前記蒸気を高圧の不活性ガスで
吹き飛ばすことにより微粒子を得る、いわゆるフローイングガスエバポレーション法を用
いることができる。フローイングガスエバポレーション法の詳細は、特公平5−9483
号公報等に詳しい。
Further, a so-called flowing gas evaporation method can be used in which a vapor of a clathrate compound is generated in a vacuum and the vapor is blown off with a high-pressure inert gas to obtain fine particles. For details of the flowing gas evaporation method, see Japanese Patent Publication No. 5-9483.
Detailed information on issue gazettes.

前記焼結工程においては、放電プラズマ焼結法、ホットプレス焼結法、熱間等方圧加圧
焼結法等を用いて微粒子を焼結することができる。
In the sintering step, the fine particles can be sintered using a discharge plasma sintering method, a hot press sintering method, a hot isostatic pressing method, or the like.

放電プラズマ焼結法を用いる場合の焼結条件としては、温度は600〜900℃が好ま
しく、800〜900℃がより好ましい。焼結時間は、1〜10分が好ましく、3〜7分
がより好ましい。圧力は、40〜80MPaが好ましく、50〜70MPaがより好まし
い。
As a sintering condition when using the discharge plasma sintering method, the temperature is preferably 600 to 900 ° C, more preferably 800 to 900 ° C. The sintering time is preferably 1 to 10 minutes, and more preferably 3 to 7 minutes. The pressure is preferably 40 to 80 MPa, and more preferably 50 to 70 MPa.

(特性評価試験)
本発明の好ましい実施形態におけるクラスレート化合物の生成は、X線回折により確認
することができる。具体的には、焼成後のサンプルがX線回折によりタイプIのクラスレ
ート相のみを示すものであれば、タイプIのクラスレート化合物が合成されたことが確認
できる。
(Characteristic evaluation test)
The formation of the clathrate compound in a preferred embodiment of the present invention can be confirmed by X-ray diffraction. Specifically, if the calcined sample shows only a type I clathrate phase by X-ray diffraction, it can be confirmed that a type I clathrate compound has been synthesized.

本発明の好ましい実施形態における、クラスレート化合物相の最強ピーク比は85%以
上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。なお、当該ピーク比は
、粉末X線回折測定において測定されたクラスレート化合物相の最強ピーク(IHS)、
不純物相Aの最強ピーク強度(IA)、不純物相Bの最強ピーク強度(IB)より、
IHS/(IHS+IA+IB)×100(%)で定義される。
In the preferred embodiment of the present invention, the strongest peak ratio of the clathrate compound phase is preferably 85% or more, and more preferably 90% or more. The peak ratio is the strongest peak (IHS) of the clathrate compound phase measured in the powder X-ray diffraction measurement,
From the strongest peak intensity (IA) of impurity phase A and the strongest peak intensity (IB) of impurity phase B,
It is defined as IHS / (IHS + IA + IB) × 100 (%).

次に、上記の方法で製造された本発明に係る熱電材料について、無次元性能指数ZTを
算出するために行った特性調査について説明する。特性調査項目は、粉末X線回折(XR
D)、ミクロ組織観察、電子線マイクロアナライザー(EPMA)、ゼーベック係数S、
電気抵抗率ρ、熱伝導度κ、とした。
Next, a description will be given of a characteristic investigation conducted for calculating the dimensionless figure of merit ZT for the thermoelectric material according to the present invention manufactured by the above method. Characteristic survey items are powder X-ray diffraction (XR
D), microstructure observation, electron beam microanalyzer (EPMA), Seebeck coefficient S,
The electrical resistivity ρ and the thermal conductivity κ were used.

ゼーベック係数および電気抵抗率は、四端子法によりアルバック理工(株)製の熱電特
性評価装置 ZEM−3を用いて測定した。
The Seebeck coefficient and the electrical resistivity were measured by a four-terminal method using a thermoelectric property evaluation apparatus ZEM-3 manufactured by ULVAC-RIKO.

熱伝導率κは、
κ=cδα ・・・(2)
の式により算出した。ここで、cは比熱、δは密度、αは熱拡散率である。
Thermal conductivity κ is
κ = cδα (2)
It was calculated by the following formula. Here, c is specific heat, δ is density, and α is thermal diffusivity.

比熱cは、DSC(Differential Scanning Calorimetry)法により測定した。測定装
置として、エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製の示差走査熱量計 EXSTAR6
000DSCを用いた。
密度δは、アルキメデス法により測定した。測定装置として、(株)島津製作所製の精
密電子天秤 LIBROR AEG−320を用いた。
熱拡散率αは、レーザーフラッシュ法により測定した。測定装置として、アルバック理
工(株)製の熱定数測定装置 TC−7000を用いた。
焼結密度は、上記密度δと理論密度δtとの比δ/δtにより評価した。理論密度δt
とは、気孔や欠陥を含まない理想的な焼結体の密度で、理論的に算出されるものである。
The specific heat c was measured by DSC (Differential Scanning Calorimetry) method. As a measuring device, differential scanning calorimeter EXSTAR6 made by SII Nano Technology Co., Ltd.
000 DSC was used.
The density δ was measured by the Archimedes method. As a measuring device, a precision electronic balance LIBBROR AEG-320 manufactured by Shimadzu Corporation was used.
The thermal diffusivity α was measured by a laser flash method. As a measuring device, a thermal constant measuring device TC-7000 manufactured by ULVAC-RIKO was used.
The sintered density was evaluated by the ratio δ / δt between the density δ and the theoretical density δt. Theoretical density δt
Is a density of an ideal sintered body that does not include pores or defects, and is theoretically calculated.

この測定結果により、上述の数式(1)を用いて熱電変換性能を評価する指数である無
次元性能指数ZTを算出して、得られた熱電変換材料の特性を評価することとした。
Based on the measurement results, the dimensionless performance index ZT, which is an index for evaluating the thermoelectric conversion performance, is calculated using the above-described formula (1), and the characteristics of the obtained thermoelectric conversion material are evaluated.

以下、本発明を、実施例を用いてさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例により
限定されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail using an Example, this invention is not limited by the following Example.

純度2N以上の高純度のBa、Srから選択した1成分以上の元素と純度3N以上の高
純度のCu、Ag、Auから選択した1成分以上の元素と純度3N以上の高純度のAl、
Ga、Inから選択した1成分以上の元素と純度3N以上の高純度のSiとを秤量し、原
料混合物を用意した。
One or more elements selected from high-purity Ba and Sr having a purity of 2N or higher, one or more elements selected from high-purity Cu, Ag, and Au having a purity of 3N or higher, and high-purity Al having a purity of 3N or higher,
One or more elements selected from Ga and In and high-purity Si having a purity of 3N or more were weighed to prepare a raw material mixture.

この原料混合物をAr雰囲気中でアーク溶解した後、冷却することによりインゴットを
得た。得られたインゴットは、メノウ製遊星ボールミルを用いて粉砕し、粉砕物を得た。
得られた粉砕物は放電プラズマ焼結法(SPS法)を用いて焼結した。このようにして得
られた焼結物を上記の特性評価試験に供した。なお、表1中の「EPMA定量値」は、ク
ラスレート化合物ASi46−b−c(元素Aは、Ba、Srから選択した1
成分以上の元素、元素Mは、Cu、Ag、Auから選択した1成分以上の元素、元素Qは
、Al、Ga、Inから選択した1成分以上の元素)の各元素の定量値である。
This raw material mixture was arc-melted in an Ar atmosphere, and then cooled to obtain an ingot. The obtained ingot was pulverized using an agate planetary ball mill to obtain a pulverized product.
The obtained pulverized product was sintered using a discharge plasma sintering method (SPS method). The sintered product thus obtained was subjected to the above characteristic evaluation test. The “EPMA quantitative value” in Table 1 is the clathrate compound A a Mb Q c Si 46-bc (element A is selected from Ba and Sr)
The element more than the component, the element M is one or more elements selected from Cu, Ag, and Au, and the element Q is one or more elements selected from Al, Ga, and In).

無次元性能指数ZTについては、温度500℃におけるZTが0.3以上の値を示すも
のを「良」と判定して表に「○」印を付し、0.3未満の値を示すものを「不可」と判定
して表に「×」印を付した。また、クラスレート化合物ASi46−b−c
元素Aは、Ba、Srから選択した1成分以上の元素、元素Mは、Cu、Ag、Auから
選択した1成分以上の元素、元素Qは、Al、Ga、Inから選択した1成分以上の元素
)において、D=−2a+3b+cで定義されるD値を表に示した。
Regarding the dimensionless figure of merit ZT, the one showing a value of ZT of 0.3 or higher at a temperature of 500 ° C. is judged as “good” and the table is marked with “O” and shows a value of less than 0.3 Was determined to be “impossible” and the table was marked with “x”. In addition, the clathrate compound A a M b Q c Si 46-bc (
Element A is one or more elements selected from Ba and Sr, Element M is one or more elements selected from Cu, Ag, and Au, and Element Q is one or more elements selected from Al, Ga, and In In the table, the D value defined by D = -2a + 3b + c is shown in the table.

得られた結果を表1に示す。   The obtained results are shown in Table 1.

Figure 0005448942
Figure 0005448942

表1に示されるとおり、本発明の好ましい実施形態である、上記D値が−3以上である
サンプルは、いずれも温度500℃におけるZTが0.3以上の良好な値を示した。これ
に対して、上記D値が−3より小さい値を示すサンプルは、いずれも温度500℃におけ
るZTが0.3を下回り、熱電変換効率が悪化することがわかった。
As shown in Table 1, all the samples having a D value of −3 or more, which is a preferred embodiment of the present invention, exhibited a good value of ZT of 0.3 or more at a temperature of 500 ° C. On the other hand, it was found that in all the samples in which the D value was smaller than −3, ZT at a temperature of 500 ° C. was less than 0.3, and the thermoelectric conversion efficiency deteriorated.

Claims (3)

クラスレート化合物ASi46−b−c(元素Aは、Ba、Srから選択した1成分以上の元素、元素Mは、Cu、Ag、Auから選択した1成分以上の元素、元素Qは、Al、Ga、Inから選択した1成分以上の元素)を用いた熱電変換材料であって、
前記クラスレート化合物A Si 46−b−c のaが7.7以上8.0以下、かつbが3.4以上3.9以下、かつcが2.2以上3.6以下であり、
D=−2a+3b+cで定義されるD値が−3以上であることを特徴とする熱電変換材料。
Clathrate compound A a M b Q c Si 46 -b-c ( element A, Ba, 1-component or more elements selected from Sr, the element M, Cu, Ag, 1-component or more elements selected from Au, Element Q is a thermoelectric conversion material using one or more elements selected from Al, Ga, and In,
Wherein a clathrate compound A a M b Q c Si 46 -b-c is 7.7 to 8.0, and b is 3.4 or 3.9 or less, and c is 2.2 or more 3.6 And
A D value defined by D = −2a + 3b + c is −3 or more.
焼結密度が、理論密度の95%を超える焼結体であることを特徴とする、請求項1に記載の熱電変換材料。The thermoelectric conversion material according to claim 1, wherein the sintered density is a sintered body exceeding 95% of the theoretical density. 粉末X線回折測定において測定された、クラスレート化合物相の最強ピーク(IHS)、不純物相Aの最強ピーク強度(IA)、不純物相Bの最強ピーク強度(IB)により定義される、クラスレート化合物相の最強ピーク比  The clathrate compound defined by the strongest peak (IHS) of the clathrate compound phase, the strongest peak intensity (IA) of the impurity phase A, and the strongest peak intensity (IB) of the impurity phase B, measured in powder X-ray diffraction measurement Strongest peak ratio of phase
IHS/(IHS+IA+IB)×100(%)      IHS / (IHS + IA + IB) × 100 (%)
の値が85%以上であることを特徴とする、請求項1または請求項2のいずれかに記載の熱電変換材料。The thermoelectric conversion material according to claim 1, wherein the value of is at least 85%.
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