JP7087383B2 - 熱電変換材料、熱電変換モジュール、および熱電変換材料の製造方法 - Google Patents
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Description
発明者等は、本実施の形態の熱電変換材料として、主相と粒界相からなり、主相はFe2TiSi系フルホイスラ合金であり、粒界相はFe2TiSi系フルホイスラ合金に難固溶性の金属合金Nからなり、粒界相の体積比率が2~10%となることを特徴とする熱電変換材料を採用した。ここで、主相とは相比率が最も高い相のことをいい、多くの場合当該材料の特性に最も大きな影響を与える基軸材料である。また、金属合金Nは本明細書中では便宜上「金属合金N」と表記しているが、金属Nとも表記しても良く、単一金属であることを妨げるものではない。また半金属等を添加することを妨げるものではない。ここで金属合金Nは具体的にはCuなどのFe2TiSi系フルホイスラ合金に難固溶性の元素からなる合金である。
これまで述べた実施例について、それを得る望ましい手法について述べる。例えば、アモルファス化されたFe2TiSi系フルホイスラ合金と金属合金Nの原料粉末を熱処理することにより、結晶粒の平均粒径が1μm未満の微細な結晶粒からなる熱電変換材料を製造することができる。また、アモルファス化されたFe2TiSi系フルホイスラ合金と金属合金Nの原料粉末を製造する方法として、メカニカルアロイングや、原料を溶解した後に超急冷する方法等を用いることができる。
図3および図4により、本実施の形態の熱電変換材料を用いた熱電変換モジュールについて説明する。図3は、上部基板を取り付ける前の状態を示し、図4は、上部基板を取り付けた後の状態を示す。
11 p型熱電変換部
12 n型熱電変換部
13、13a、13b、13c 電極
14 上部基板
15 下部基板
Claims (6)
- 主相と粒界相からなり、
前記主相はFe2TiSi系フルホイスラ合金であり、
前記粒界相はCu,Ag,Auから選ばれた少なくとも一つの元素とLa,Bi,Nbから選ばれた少なくとも一つの元素からなる金属Nを含み、
前記粒界相の体積比率が2~10%であり、
前記Fe 2 TiSi系フルホイスラ合金の結晶粒の平均粒径は1μm未満であり、
前記粒界相の平均厚さが1~10nmの範囲であることを特徴とする熱電変換材料。 - 前記Fe 2 TiSi系フルホイスラ合金の結晶粒の平均粒径は30~100nmである、
請求項1に記載の熱電変換材料。 - 前記粒界相の体積比率が7~9%である、
請求項1または2に記載の熱電変換材料。 - 前記Fe2TiSi系フルホイスラ合金が、Fe,Ti,V,Si,Alを含み、
TiがVより多く含有され、
SiがAlより多く含有される、
請求項1乃至3のうちのいずれかに記載の熱電変換材料。 - 前記Fe2TiSi系フルホイスラ合金に、炭素(C)、酸素(O)および窒素(N)から選択される少なくとも一つの元素が固溶しており、その含有量が1000ppm以下である、
請求項1乃至4のうちのいずれかに記載の熱電変換材料。 - 熱電変換部と、
前記熱電変換部に電気的および熱的に接触する第1電極および第2電極を備え、
前記熱電変換部の少なくとも一部は熱電変換材料により形成され、
前記熱電変換材料は、
主相と粒界相からなり、
前記主相はFe2TiSi系フルホイスラ合金であり、
前記粒界相はCu,Ag,Auから選ばれた少なくとも一つの元素とLa,Bi,Nbから選ばれた少なくとも一つの元素からなる金属Nを含み、
前記粒界相の体積比率が2~10%であり、
前記Fe 2 TiSi系フルホイスラ合金の結晶粒の平均粒径は1μm未満であり、
前記粒界相の平均厚さが1~10nmの範囲である、
熱電変換モジュール。
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