JP6332468B2 - 熱電変換素子、その製造方法および熱電変換モジュール - Google Patents
熱電変換素子、その製造方法および熱電変換モジュール Download PDFInfo
- Publication number
- JP6332468B2 JP6332468B2 JP2016552847A JP2016552847A JP6332468B2 JP 6332468 B2 JP6332468 B2 JP 6332468B2 JP 2016552847 A JP2016552847 A JP 2016552847A JP 2016552847 A JP2016552847 A JP 2016552847A JP 6332468 B2 JP6332468 B2 JP 6332468B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermoelectric conversion
- conversion element
- sintered body
- manufacturing
- crystal grains
- 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
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/12—Both compacting and sintering
- B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C23/00—Alloys based on magnesium
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/01—Manufacture or treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
- H10N10/17—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the structure or configuration of the cell or thermocouple forming the device
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/80—Constructional details
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/80—Constructional details
- H10N10/85—Thermoelectric active materials
- H10N10/851—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one thermoelectric or thermomagnetic element covered by groups H10N10/00 - H10N15/00
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
加熱加圧後に形成するMg2Si基化合物粒の形状は、熱流方向に対して直角に長手方向をとり、短手方向に対して長手方向の長さが倍以上で構成されることで効果を発揮できる。短手方向に対して長手方向の長さが倍未満であると、層状粒界の効果が弱くなる。ただし、層状粒界効果が弱くなるだけであって、発明として実施ができないわけではなく、短手方向より長手方向の長さが大きい場合には実施できうる。
なお、取り出す電力によっては、一部並列と組み合わせてもよい。得られる電圧は低くなるが並列であるため、ひとつの素子に流れる電流を小さくすることができる。
ただし、接合材41が例えば1μmであり薄すぎる場合に、各々の被接合部材の高さバラツキを接合時に吸収することが困難であるため、被接合部材の高さバラツキを極力抑える必要がある。そのため、被接合部材の高さバラツキを接合材41の厚さ部分で吸収することを考慮すると20μm程度がより望ましい。20μm程度とは5μm程度の範囲を含む。つまり15から25μmである。この値であれば制御しやすいためである。
これらの設置には、治具(図示せず)を用いて一括で設置しても良いし、個別に設置してもよく、方法は問わない。
11 熱電変換材の焼結体
111 加熱加圧前の焼結体より作製した熱電変換素子
12 加熱加圧後の熱電変換材のバルク体
121 加熱加圧後の焼結体より作製した熱電変換素子
131 P型熱電変換素子
14 加熱加圧後の熱電変換材のバルク体
141 加熱加圧後の焼結体より作製した熱電変換素子
21,22 加圧治具
31 電極
41 接合材
51 支持治具
52 加圧治具
Claims (11)
- 焼結体から成る熱電変換素子であって、
前記焼結体を構成する複数の結晶粒は、部分的に、結晶粒の長手方向の長さが短手方向の長さより大きく、結晶粒の短手方向であって、かつ熱電変換素子の熱流方向に対して層状の結晶粒界を構成することを特徴とする熱電変換素子。 - 請求項1に記載の熱電変換素子において、
前記焼結体は、マグネシウムとシリコンを主成分とすることを特徴とする熱電変換素子。 - 焼結体から成る熱電変換素子の製造方法であって、
焼結体を一軸方向へ加熱加圧することにより、前記焼結体を構成する複数の結晶粒が、部分的に、長手方向の長さが短手方向の長さより大きく、結晶粒の短手方向であって、かつ熱電変換素子の熱流方向に対して層状の結晶粒界を形成する工程を有することを特徴とする熱電変換素子の製造方法。 - 請求項3に記載の熱電変換素子の製造方法において、
加圧治具に前記焼結体を挟持し、加熱しながら加圧することを特徴とする熱電変換素子の製造方法。 - 請求項3または請求項4に記載の熱電変換素子の製造方法において、
前記焼結体への電極の接合時に、前記焼結体を一軸方向へ加熱加圧することを特徴とする熱電変換素子の製造方法。 - 請求項3〜5の何れか1つに記載の熱電変換素子の製造方法において、
前記焼結体を、パルス放電焼結法またはホットプレス法により作製することを特徴とする熱電変換素子の製造方法。 - 請求項3〜6の何れか1つに記載の熱電変換素子の製造方法において、
前記焼結体は、マグネシウムとシリコンを主成分とすることを特徴とする熱電変換素子の製造方法。 - 焼結体から成る熱電変換素子の製造方法であって、
扁平形状またはフレーク形状および球形状の化合物を焼結することにより、前記焼結体を構成する複数の結晶粒が、部分的に、長手方向の長さが短手方向の長さより大きく、結晶粒の短手方向であって、かつ熱電変換素子の熱流方向に対して層状の結晶粒界を形成する工程を有することを特徴とする熱電変換素子の製造方法。 - 請求項8に記載の熱電変換素子の製造方法において、
前記焼結体は、マグネシウムとシリコンを主成分とすることを特徴とする熱電変換素子の製造方法。 - 複数のP型熱電変換素子と複数のN型熱電変換素子とを有し、前記複数のP型熱電変換素子および前記複数のN型熱電変換素子が電気的に直列に接続して形成された熱電変換モジュールにおいて、
少なくとも一方の熱電変換素子が、焼結体を構成する複数の結晶粒が、部分的に、結晶粒の長手方向の長さが短手方向の長さより大きく、結晶粒の短手方向であって、かつ熱電変換素子の熱流方向に対して層状の結晶粒界を構成する熱電変換素子で構成されていることを特徴とする熱電変換モジュール。 - 請求項10に記載の熱電変換モジュールにおいて、
前記焼結体は、マグネシウムとシリコンを主成分とすることを特徴とする熱電変換モジュール。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014206290 | 2014-10-07 | ||
JP2014206290 | 2014-10-07 | ||
PCT/JP2015/069168 WO2016056278A1 (ja) | 2014-10-07 | 2015-07-02 | 熱電変換素子、その製造方法および熱電変換モジュール |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2016056278A1 JPWO2016056278A1 (ja) | 2017-06-15 |
JP6332468B2 true JP6332468B2 (ja) | 2018-05-30 |
Family
ID=55652903
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016552847A Expired - Fee Related JP6332468B2 (ja) | 2014-10-07 | 2015-07-02 | 熱電変換素子、その製造方法および熱電変換モジュール |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20160293820A1 (ja) |
JP (1) | JP6332468B2 (ja) |
CN (1) | CN105765747A (ja) |
DE (1) | DE112015000196T5 (ja) |
WO (1) | WO2016056278A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018143598A1 (ko) * | 2017-02-01 | 2018-08-09 | 엘지이노텍 주식회사 | 열전 소결체 및 열전소자 |
KR102391282B1 (ko) | 2017-02-01 | 2022-04-28 | 엘지이노텍 주식회사 | 열전 소결체 및 열전소자 |
JP6850988B2 (ja) * | 2017-03-14 | 2021-03-31 | 三菱マテリアル株式会社 | 熱電変換モジュール |
JP6981094B2 (ja) * | 2017-08-15 | 2021-12-15 | 三菱マテリアル株式会社 | マグネシウム系熱電変換材料、マグネシウム系熱電変換素子、及び、マグネシウム系熱電変換材料の製造方法 |
EP3889317A4 (en) * | 2018-11-29 | 2021-11-24 | Showa Denko Materials Co., Ltd. | METHOD OF MANUFACTURING A CONNECTED OBJECT AND SEMICONDUCTOR COMPONENT AND COPPER COMPOUND PASTE |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6274802B1 (en) * | 1996-09-13 | 2001-08-14 | Komatsu Ltd. | Thermoelectric semiconductor material, manufacture process therefor, and method of hot forging thermoelectric module using the same |
JP3594008B2 (ja) * | 2000-11-30 | 2004-11-24 | ヤマハ株式会社 | 熱電材料、その製造方法及びペルチェモジュール |
JP3981716B2 (ja) * | 2001-09-27 | 2007-09-26 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 金属酸化物多結晶体、熱電材料、熱電素子およびその製造方法 |
JP3861804B2 (ja) * | 2001-12-13 | 2006-12-27 | ヤマハ株式会社 | 熱電材料及びその製造方法 |
JP3867134B2 (ja) * | 2002-02-27 | 2007-01-10 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 複合酸化物焼結体の製造方法 |
JP3896480B2 (ja) * | 2002-04-16 | 2007-03-22 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 複合酸化物焼結体の製造方法 |
JP4286053B2 (ja) * | 2003-05-08 | 2009-06-24 | 株式会社Ihi | 熱電半導体材料、該熱電半導体材料による熱電半導体素子、該熱電半導体素子を用いた熱電モジュール及びこれらの製造方法 |
JP4883752B2 (ja) * | 2004-09-16 | 2012-02-22 | 学校法人東京理科大学 | 金属酸化物粉末の製造方法及び焼結体の製造方法 |
JP4810087B2 (ja) * | 2004-12-10 | 2011-11-09 | 株式会社リコー | 配向熱電材料及びその製造方法 |
JP2006315932A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-11-24 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 導電性多結晶体の製造方法 |
JP4808099B2 (ja) * | 2006-07-19 | 2011-11-02 | 独立行政法人科学技術振興機構 | カルシウム・コバルト層状酸化物単結晶からなる熱電材料の製造方法 |
CN100581692C (zh) * | 2008-01-25 | 2010-01-20 | 北京科技大学 | 一种镁基热电材料的制备方法 |
JP5206768B2 (ja) * | 2010-11-08 | 2013-06-12 | トヨタ自動車株式会社 | ナノコンポジット熱電変換材料、その製造方法および熱電変換素子 |
JP6094136B2 (ja) * | 2012-10-12 | 2017-03-29 | 日立化成株式会社 | 熱電変換素子組立体及び熱電変換モジュール及びその製造方法 |
-
2015
- 2015-07-02 US US15/037,114 patent/US20160293820A1/en not_active Abandoned
- 2015-07-02 WO PCT/JP2015/069168 patent/WO2016056278A1/ja active Application Filing
- 2015-07-02 CN CN201580002741.6A patent/CN105765747A/zh active Pending
- 2015-07-02 JP JP2016552847A patent/JP6332468B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2015-07-02 DE DE112015000196.4T patent/DE112015000196T5/de not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20160293820A1 (en) | 2016-10-06 |
JPWO2016056278A1 (ja) | 2017-06-15 |
CN105765747A (zh) | 2016-07-13 |
DE112015000196T5 (de) | 2016-07-14 |
WO2016056278A1 (ja) | 2016-04-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6332468B2 (ja) | 熱電変換素子、その製造方法および熱電変換モジュール | |
KR101876947B1 (ko) | 나노 구조의 벌크소재를 이용한 열전소자와 이를 포함하는 열전모듈 및 그의 제조 방법 | |
WO2002023643A1 (fr) | Element de conversion thermoelectrique | |
JP4850083B2 (ja) | 熱電変換モジュール及びそれを用いた発電装置及び冷却装置 | |
JP6094136B2 (ja) | 熱電変換素子組立体及び熱電変換モジュール及びその製造方法 | |
CN104620402B (zh) | 热电部件的粉末冶金制造 | |
US20160163948A1 (en) | Thermoelectric Device Fabrication Using Direct Bonding | |
TW201004003A (en) | Thermoelectric conversion module and method of manufacturing the same | |
US8668866B2 (en) | Shockwave fabrication of thermoelectric materials | |
JP4524382B2 (ja) | 温度差がつきやすい熱電発電素子 | |
JP4584035B2 (ja) | 熱電モジュール | |
WO2006043402A1 (ja) | 熱電変換モジュール | |
WO1999034450A1 (fr) | Element thermoelectrique | |
CN109065697B (zh) | 一种环形热电发电器件 | |
CN109065700B (zh) | 一种环形热电发电器件的制备方法 | |
WO2017020833A1 (zh) | 相变抑制传热温差发电器件及其制造方法 | |
WO2013047474A1 (ja) | 焼結体、熱電変換素子用焼結体、熱電変換素子及び熱電変換モジュール | |
JP2011198778A (ja) | 熱発電デバイスの製造方法 | |
JP6136591B2 (ja) | 熱電変換部品 | |
JP6433245B2 (ja) | 熱電素子および熱電モジュール | |
JP5084553B2 (ja) | セグメント型熱電素子、熱電モジュール、発電装置および温度調節装置 | |
JP2010016132A (ja) | 熱電変換モジュールおよびその製造方法 | |
JP2022037116A (ja) | 熱電変換材料、熱電変換素子および熱電変換材料の製造方法 | |
JP2011114186A (ja) | 熱電素子およびその製造方法、ならびに熱電モジュール | |
JP2001189497A (ja) | 熱電変換素子とその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
AA64 | Notification of invalidation of claim of internal priority (with term) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A241764 Effective date: 20170207 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170330 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170627 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170824 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180123 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180316 |
|
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: 20180403 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180416 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6332468 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |