JPH06107407A - 熱電材料 - Google Patents
熱電材料Info
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- JPH06107407A JPH06107407A JP4254881A JP25488192A JPH06107407A JP H06107407 A JPH06107407 A JP H06107407A JP 4254881 A JP4254881 A JP 4254881A JP 25488192 A JP25488192 A JP 25488192A JP H06107407 A JPH06107407 A JP H06107407A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温での熱電特性に優れ、また、高温で十分
な耐熱性を有し、さらに、酸化雰囲気でも安定であって
特性劣化の生じにくい高温用の熱電材料を提供する。 【構成】 鉄シリコン化合物を主成分とし、前記鉄シリ
コン化合物が化学式ＦｅＳｉ２±ｙで代表される熱電材
料４において、ＦｅとＳｉに加えて少なくともＧｅを含
有させ、Ｇｅを含有させた場合の鉄シリコン化合物が化
学式Ｆｅ（Ｓｉ１ −ｘＧｅｘ）２±ｙで表わされるもの
とする。
な耐熱性を有し、さらに、酸化雰囲気でも安定であって
特性劣化の生じにくい高温用の熱電材料を提供する。 【構成】 鉄シリコン化合物を主成分とし、前記鉄シリ
コン化合物が化学式ＦｅＳｉ２±ｙで代表される熱電材
料４において、ＦｅとＳｉに加えて少なくともＧｅを含
有させ、Ｇｅを含有させた場合の鉄シリコン化合物が化
学式Ｆｅ（Ｓｉ１ −ｘＧｅｘ）２±ｙで表わされるもの
とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ゼーベック効果による
熱電発電や、ペルチェ効果による熱電冷却などのいわゆ
る熱電変換（可動部分がないエネルギー直接変換）に利
用される熱電材料に係わるものである。
熱電発電や、ペルチェ効果による熱電冷却などのいわゆ
る熱電変換（可動部分がないエネルギー直接変換）に利
用される熱電材料に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】熱電発電や熱電冷却などの熱電変換にお
ける熱電効果としては、ゼーベック効果、ペルチェ効
果，トムソン効果などがあり、ゼーベック効果は、異種
導体または半導体Ｐ，ｎを接合して一方の接合部を高温
にしかつ他方の接合部を低温にすると、温度差に応じた
熱起電力が発生する現象を言い、また、ペルチェ効果
は、異種導体または半導体ｐ，ｎを接合して直流を流す
と、一方の接合部では熱を吸収しかつ他方の接合部では
熱を発生する現象を言い、トムソン効果は、均一な導体
または半導体の一端を高温にしかつ他端を低温にし、温
度勾配に沿って直流を流すと、電流の方向によって材料
内部で熱の吸収または発生が起きる現象を言っており、
振動，騒音，摩耗等を生じる可動部分が全くなく、構造
が簡単で信頼性が高く高寿命で保守が容易であるという
特長をもった簡略化されたエネルギー直接変換装置によ
り、例えば、各種化石燃料等の燃焼によって直接的に直
流電力を得たり、冷媒を用いないで温度制御したりする
のに適している。
ける熱電効果としては、ゼーベック効果、ペルチェ効
果，トムソン効果などがあり、ゼーベック効果は、異種
導体または半導体Ｐ，ｎを接合して一方の接合部を高温
にしかつ他方の接合部を低温にすると、温度差に応じた
熱起電力が発生する現象を言い、また、ペルチェ効果
は、異種導体または半導体ｐ，ｎを接合して直流を流す
と、一方の接合部では熱を吸収しかつ他方の接合部では
熱を発生する現象を言い、トムソン効果は、均一な導体
または半導体の一端を高温にしかつ他端を低温にし、温
度勾配に沿って直流を流すと、電流の方向によって材料
内部で熱の吸収または発生が起きる現象を言っており、
振動，騒音，摩耗等を生じる可動部分が全くなく、構造
が簡単で信頼性が高く高寿命で保守が容易であるという
特長をもった簡略化されたエネルギー直接変換装置によ
り、例えば、各種化石燃料等の燃焼によって直接的に直
流電力を得たり、冷媒を用いないで温度制御したりする
のに適している。
【０００３】ところで、熱電素子を熱電発電などに用い
る場合、熱電材料として高い性能指数（ｚ＝３×１０
−３［Ｋ−１］以上）を有し、使用環境下で長期間安定
に作動することが望まれる。そしてとくに、３００℃以
上の高温で耐熱性があり、さらに、酸化雰囲気において
も安定であって特性劣化が生じないことが必要である。
る場合、熱電材料として高い性能指数（ｚ＝３×１０
−３［Ｋ−１］以上）を有し、使用環境下で長期間安定
に作動することが望まれる。そしてとくに、３００℃以
上の高温で耐熱性があり、さらに、酸化雰囲気において
も安定であって特性劣化が生じないことが必要である。
【０００４】従来、このような熱電材料としては、Ｂｉ
２Ｔｅ３，Ｂｉ２Ｓｂ８Ｔｅ１５，ＢｉＴｅ２Ｓｅ，Ｐ
ｂＴｅなどのテルル系化合物や、ＣｒＳｉ２，ＭｎＳｉ
１． ７３，ＦｅＳｉ２，ＣｏＳｉなどのシリサイド系材
料が用いられてきた。
２Ｔｅ３，Ｂｉ２Ｓｂ８Ｔｅ１５，ＢｉＴｅ２Ｓｅ，Ｐ
ｂＴｅなどのテルル系化合物や、ＣｒＳｉ２，ＭｎＳｉ
１． ７３，ＦｅＳｉ２，ＣｏＳｉなどのシリサイド系材
料が用いられてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｂｉ−
Ｔｅ系に代表されるようなテルル系化合物よりなる熱電
材料は、熱電特性の指標となる性能指数ｚが室温付近で
約３×１０−３［Ｋ−１］と比較的大きいものの、３０
０℃以上の高温では特性が低下し、使用温度が著しく制
限されるという問題点がある。また、材料組成にテルル
やセレンなどの揮発成分を含むため、融点が低く化学的
安定性にも欠け、さらに、製造過程が複雑となるため、
組成変動等による特性のばら付きが発生しやすいという
問題点がある。
Ｔｅ系に代表されるようなテルル系化合物よりなる熱電
材料は、熱電特性の指標となる性能指数ｚが室温付近で
約３×１０−３［Ｋ−１］と比較的大きいものの、３０
０℃以上の高温では特性が低下し、使用温度が著しく制
限されるという問題点がある。また、材料組成にテルル
やセレンなどの揮発成分を含むため、融点が低く化学的
安定性にも欠け、さらに、製造過程が複雑となるため、
組成変動等による特性のばら付きが発生しやすいという
問題点がある。
【０００６】これに比べてシリサイド系材料は、化学的
に安定で、３００℃以上の温度領域でも使用可能である
が、しかし、熱電特性はテルル系化合物に比べ性能指数
ｚで約０．３×１０−３［Ｋ−１］と一桁小さく、テル
ル系化合物に匹敵するような十分な熱電特性が得られて
なかった。
に安定で、３００℃以上の温度領域でも使用可能である
が、しかし、熱電特性はテルル系化合物に比べ性能指数
ｚで約０．３×１０−３［Ｋ−１］と一桁小さく、テル
ル系化合物に匹敵するような十分な熱電特性が得られて
なかった。
【０００７】そのため、３００℃以上の高温で十分な耐
熱性があり、酸化雰囲気でも安定であって特性劣化が生
じがたく、しかも高温での熱電特性に優れている高温用
熱電材料の開発が望まれているという課題があった。
熱性があり、酸化雰囲気でも安定であって特性劣化が生
じがたく、しかも高温での熱電特性に優れている高温用
熱電材料の開発が望まれているという課題があった。
【０００８】
【発明の目的】本発明は、このような従来の課題にかん
がみてなされたものであって、とくに高温での熱電特性
に優れ、また、高温で十分な耐熱性を有し、さらに、酸
化雰囲気でも安定であって特性劣化の生じにくい高温用
の熱電材料を提供することを目的としている。
がみてなされたものであって、とくに高温での熱電特性
に優れ、また、高温で十分な耐熱性を有し、さらに、酸
化雰囲気でも安定であって特性劣化の生じにくい高温用
の熱電材料を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる熱電材料
は、鉄シリコン化合物を主成分とし、前記鉄シリコン化
合物が化学式ＦｅＳｉ２±ｙで代表される熱電材料にお
いて、ＦｅとＳｉに加えて少なくともＧｅを含有させた
構成としたことを特徴としており、実施態様において
は、Ｇｅを含有した鉄シリコン化合物が化学式Ｆｅ（Ｓ
ｉ１−ｘＧｅｘ）２±ｙで表わされる構成としたことを
特徴としており、このような熱電材料に係わる発明の構
成をもって前述した従来の課題を解決するための手段と
している。
は、鉄シリコン化合物を主成分とし、前記鉄シリコン化
合物が化学式ＦｅＳｉ２±ｙで代表される熱電材料にお
いて、ＦｅとＳｉに加えて少なくともＧｅを含有させた
構成としたことを特徴としており、実施態様において
は、Ｇｅを含有した鉄シリコン化合物が化学式Ｆｅ（Ｓ
ｉ１−ｘＧｅｘ）２±ｙで表わされる構成としたことを
特徴としており、このような熱電材料に係わる発明の構
成をもって前述した従来の課題を解決するための手段と
している。
【００１０】本発明に係わる熱電材料は、鉄シリコン化
合物を主成分とし、前記鉄シリコン化合物が化学式Ｆｅ
Ｓｉ２±ｙで代表される熱電材料に係わるものである
が、この場合、ｙの値としては、−０．１＜ｙ＜＋０．
１の範囲のものとすることがより望ましい。ｙの値が−
０．１よりも小さいとＦｅＳｉ２＋ｙの結晶構造はＦｅ
Ｓｉ＋ＦｅＳｉ２となり、ＦｅＳｉ相は、この材料の電
気伝導度を減らす方向に作用し、熱起電力の増加には作
用せず、結果として熱電変換効率の低下を招く。また、
ｙの値が＋０．１よりも大きいとＦｅＳｉ２＋ｙの結晶
構造はＳｉ＋ＦｅＳｉ２となり、Ｓｉの相についても上
記と同様な効果がある。従って、−０．１＜ｙ＜＋０．
１の範囲とすることが望ましい。
合物を主成分とし、前記鉄シリコン化合物が化学式Ｆｅ
Ｓｉ２±ｙで代表される熱電材料に係わるものである
が、この場合、ｙの値としては、−０．１＜ｙ＜＋０．
１の範囲のものとすることがより望ましい。ｙの値が−
０．１よりも小さいとＦｅＳｉ２＋ｙの結晶構造はＦｅ
Ｓｉ＋ＦｅＳｉ２となり、ＦｅＳｉ相は、この材料の電
気伝導度を減らす方向に作用し、熱起電力の増加には作
用せず、結果として熱電変換効率の低下を招く。また、
ｙの値が＋０．１よりも大きいとＦｅＳｉ２＋ｙの結晶
構造はＳｉ＋ＦｅＳｉ２となり、Ｓｉの相についても上
記と同様な効果がある。従って、−０．１＜ｙ＜＋０．
１の範囲とすることが望ましい。
【００１１】そして、本発明に係わる熱電材料では、前
記ＦｅＳｉ２±ｙで代表される鉄シリコン化合物系の熱
電材料において、ＦｅとＳｉに加えて少なくともＧｅを
含有させたことを特徴とするものであり、この場合、Ｇ
ｅを含有した鉄シリコン化合物が化学式Ｆｅ（Ｓｉ
１−ｘＧｅｘ）２±ｙで表わされるものとすることが望
ましく、ｘの値としては、０＜ｘ＜＋０．２の範囲のも
のとすることがより望ましい。ｘ＜＋０．１の場合は、
Ｆｅ（Ｓｉ１−ｘＧｅｘ）２±ｙ材料中のＧｅは主にＦ
ｅと結合し、材料の結晶性を損なわずにＳｉと置換した
形となる。この場合、Ｆｅ（Ｓｉ１−ｘＧｅｘ）２±ｙ
材料の電気伝導度はｘの増加に従って増加する傾向にあ
り、熱起電力の変化は少ない。その結果、ｘ＝０に比べ
熱電変換効率は向上する。
記ＦｅＳｉ２±ｙで代表される鉄シリコン化合物系の熱
電材料において、ＦｅとＳｉに加えて少なくともＧｅを
含有させたことを特徴とするものであり、この場合、Ｇ
ｅを含有した鉄シリコン化合物が化学式Ｆｅ（Ｓｉ
１−ｘＧｅｘ）２±ｙで表わされるものとすることが望
ましく、ｘの値としては、０＜ｘ＜＋０．２の範囲のも
のとすることがより望ましい。ｘ＜＋０．１の場合は、
Ｆｅ（Ｓｉ１−ｘＧｅｘ）２±ｙ材料中のＧｅは主にＦ
ｅと結合し、材料の結晶性を損なわずにＳｉと置換した
形となる。この場合、Ｆｅ（Ｓｉ１−ｘＧｅｘ）２±ｙ
材料の電気伝導度はｘの増加に従って増加する傾向にあ
り、熱起電力の変化は少ない。その結果、ｘ＝０に比べ
熱電変換効率は向上する。
【００１２】また、＋０．１＜ｘの場合は、ＧｅはＦｅ
（Ｓｉ１−ｘＧｅｘ）２±ｙ材料の結晶性の乱れを引き
起こすように作用する。これにより、結晶のサイズが影
響を受ける。結晶のサイズは熱起電力と密接な関係にあ
り、このＦｅ（Ｓｉ１−ｘＧｅｘ）２±ｙ材料の熱起電
力の極大は結晶径が１５０ｎｍ程度の時でｘ＝０．１５
の時がこれに相当する。ｘ＞＋０．２の場合はＧｅはＦ
ｅ（Ｓｉ１−ｘＧｅｘ）２±ｙ材料の結晶性の乱れがさ
らに増加し、結晶径は更に減少して、１００ｎｍ以下に
なる。結晶径が１００ｎｍ以下になると、熱起電力は急
激に低下していく。その結果熱電変換効率は低下してい
く。従って、０＜ｘ＜＋０．２の範囲とすることが望ま
しい。
（Ｓｉ１−ｘＧｅｘ）２±ｙ材料の結晶性の乱れを引き
起こすように作用する。これにより、結晶のサイズが影
響を受ける。結晶のサイズは熱起電力と密接な関係にあ
り、このＦｅ（Ｓｉ１−ｘＧｅｘ）２±ｙ材料の熱起電
力の極大は結晶径が１５０ｎｍ程度の時でｘ＝０．１５
の時がこれに相当する。ｘ＞＋０．２の場合はＧｅはＦ
ｅ（Ｓｉ１−ｘＧｅｘ）２±ｙ材料の結晶性の乱れがさ
らに増加し、結晶径は更に減少して、１００ｎｍ以下に
なる。結晶径が１００ｎｍ以下になると、熱起電力は急
激に低下していく。その結果熱電変換効率は低下してい
く。従って、０＜ｘ＜＋０．２の範囲とすることが望ま
しい。
【００１３】そして、本発明に係わる熱電材料は、上記
したように、ＦｅとＳｉに加えて少なくともＧｅを含有
させたことを特徴とするものであって、主成分であるＦ
ｅＳｉ２の伝導の型はｐまたはｎをなすものであるが、
本発明に係わる熱電材料はこの主成分にＧｅを含有した
ｐ型をなすものであり、このＧｅのほかには、同じくｐ
型であるＭｎ，Ｃｒ，Ａｌ等を添加したものとすること
が可能である。そして、Ｃｏ，Ｎｉ等が添加されたｎ型
の鉄シリサイド系熱電材料と接合することによって、熱
電特性のより一層の向上を図ることが可能である。
したように、ＦｅとＳｉに加えて少なくともＧｅを含有
させたことを特徴とするものであって、主成分であるＦ
ｅＳｉ２の伝導の型はｐまたはｎをなすものであるが、
本発明に係わる熱電材料はこの主成分にＧｅを含有した
ｐ型をなすものであり、このＧｅのほかには、同じくｐ
型であるＭｎ，Ｃｒ，Ａｌ等を添加したものとすること
が可能である。そして、Ｃｏ，Ｎｉ等が添加されたｎ型
の鉄シリサイド系熱電材料と接合することによって、熱
電特性のより一層の向上を図ることが可能である。
【００１４】
【発明の作用】本発明に係わる熱電材料は、鉄シリコン
化合物を主成分とし、前記鉄シリコン化合物が化学式Ｆ
ｅＳｉ２±ｙで代表される熱電材料において、ＦｅとＳ
ｉに加えて少なくともＧｅを含有させた構成としたもの
であるから、とくに高温での熱電特性に優れ、高温で十
分な耐熱性を有し、酸化雰囲気でも安定であって特性劣
化の生じにくい高温用の熱電材料となる。
化合物を主成分とし、前記鉄シリコン化合物が化学式Ｆ
ｅＳｉ２±ｙで代表される熱電材料において、ＦｅとＳ
ｉに加えて少なくともＧｅを含有させた構成としたもの
であるから、とくに高温での熱電特性に優れ、高温で十
分な耐熱性を有し、酸化雰囲気でも安定であって特性劣
化の生じにくい高温用の熱電材料となる。
【００１５】
【実施例】ＦｅＳｉ２とＦｅＧｅ２の粉末を出発原料と
して用い、所定量を秤量して混合したのちペレット状に
成形し、スパッタ用ターゲット材料とした。また、基板
材料としてはＳｉ基板を用いた。そして、元素組成比と
しては、膜組成としてＧｅ／Ｓｉ＝０．２となるように
調整した。
して用い、所定量を秤量して混合したのちペレット状に
成形し、スパッタ用ターゲット材料とした。また、基板
材料としてはＳｉ基板を用いた。そして、元素組成比と
しては、膜組成としてＧｅ／Ｓｉ＝０．２となるように
調整した。
【００１６】このようにしてスパッタすることにより得
られた薄膜熱電素子の模式図を図１に示す。図１に示す
薄膜熱電素子１において、２はＳｉＯ２基板、３はＡｇ
電極、４は本発明実施例によるＧｅを含有した鉄シリサ
イド薄膜よりなる熱電薄膜（熱電材料）、５はＡｇ電極
用リード部である。
られた薄膜熱電素子の模式図を図１に示す。図１に示す
薄膜熱電素子１において、２はＳｉＯ２基板、３はＡｇ
電極、４は本発明実施例によるＧｅを含有した鉄シリサ
イド薄膜よりなる熱電薄膜（熱電材料）、５はＡｇ電極
用リード部である。
【００１７】そして、本発明実施例によるＧｅを含有し
た鉄シリサイド熱電薄膜（熱電材料）４で得られたゼー
ベック係数αの温度依存性は図２に示す結果であった。
また、電気伝導度σの温度依存性は図３に示す結果であ
った。
た鉄シリサイド熱電薄膜（熱電材料）４で得られたゼー
ベック係数αの温度依存性は図２に示す結果であった。
また、電気伝導度σの温度依存性は図３に示す結果であ
った。
【００１８】さらに、このようにして得られた図２およ
び図３に示した結果から求めた材料特性の指標となる電
力因子α２σの温度依存性は図４に示すごとくであっ
た。この図４より明らかなように、７００℃以上の高温
で著しく高い電力因子が得られることがわかる。
び図３に示した結果から求めた材料特性の指標となる電
力因子α２σの温度依存性は図４に示すごとくであっ
た。この図４より明らかなように、７００℃以上の高温
で著しく高い電力因子が得られることがわかる。
【００１９】
【比較例】比較のために、従来、熱電材料として良く知
られているＦｅＳｉ２の粉末を出発原料として用い、所
定量秤量したのちペレット状に成形し、スパッタ用ター
ゲット材料とした。また、基板材料としてはＳｉ基板を
用いた。
られているＦｅＳｉ２の粉末を出発原料として用い、所
定量秤量したのちペレット状に成形し、スパッタ用ター
ゲット材料とした。また、基板材料としてはＳｉ基板を
用いた。
【００２０】このようにしてスパッタすることによりＦ
ｅＳｉ２熱電薄膜（熱電材料）を作製した。この比較例
としてのＦｅＳｉ２薄膜は、実施例で用いた製造方法に
従った。
ｅＳｉ２熱電薄膜（熱電材料）を作製した。この比較例
としてのＦｅＳｉ２薄膜は、実施例で用いた製造方法に
従った。
【００２１】このようにしてスパッタすることにより形
成されたＦｅＳｉ２熱電薄膜で得られたゼーベック係数
αの温度依存性は図５に示す結果であった。また、電気
伝導度σの温度依存性は図６に示す結果であった。
成されたＦｅＳｉ２熱電薄膜で得られたゼーベック係数
αの温度依存性は図５に示す結果であった。また、電気
伝導度σの温度依存性は図６に示す結果であった。
【００２２】さらに、このようにして得られた図５およ
び図６に示した結果から求めた材料特性の指標となる電
力因子α２σの温度依存性は図７に示すごとくであっ
た。この図７より明らかなように、温度によって電力因
子の向上が得られないことがわかる。
び図６に示した結果から求めた材料特性の指標となる電
力因子α２σの温度依存性は図７に示すごとくであっ
た。この図７より明らかなように、温度によって電力因
子の向上が得られないことがわかる。
【００２３】
【評価例】従って、図４および図７を比較評価すると、
本発明実施例のようにＧｅを含有させることによって、
電力因子α２σが著しく向上することが明らかであり、
高温での熱電特性がより一層向上した熱電材料が提供で
きる。
本発明実施例のようにＧｅを含有させることによって、
電力因子α２σが著しく向上することが明らかであり、
高温での熱電特性がより一層向上した熱電材料が提供で
きる。
【００２４】そして、本発明では、上記実施例の効果に
加えて、さらにより大きな電力を得るために、通常、ｎ
型とｐ型の熱電素子を組み合わせて用いられているが、
図４に示した結果より明らかなように、本発明によるＧ
ｅを含有したＦｅＳｉ２系熱電材料はｐ型であり、Ｃｏ
等を添加したｎ型のＦｅＳｉ２系熱電材料と接合して使
用することによって、熱電特性のより一層の向上を図る
ことが可能である。
加えて、さらにより大きな電力を得るために、通常、ｎ
型とｐ型の熱電素子を組み合わせて用いられているが、
図４に示した結果より明らかなように、本発明によるＧ
ｅを含有したＦｅＳｉ２系熱電材料はｐ型であり、Ｃｏ
等を添加したｎ型のＦｅＳｉ２系熱電材料と接合して使
用することによって、熱電特性のより一層の向上を図る
ことが可能である。
【００２５】また、この種の熱電材料において、とくに
ＦｅＳｉ２はその伝導の型がｐまたはｎであるが、Ｍ
ｎ，Ｇｅ等を添加してｐ型にし、Ｃｏ等を添加してｎ型
としたときに、両者とも結晶構造が同じであるので、ｐ
−ｎ接合を粉末の加圧成形の際に直接作り出すことがで
き、約１１００Ｋの大気中のガス，石油炎中に露出加熱
して使用しても熱電特性が劣化しない耐熱性に優れた経
済的な材料である。
ＦｅＳｉ２はその伝導の型がｐまたはｎであるが、Ｍ
ｎ，Ｇｅ等を添加してｐ型にし、Ｃｏ等を添加してｎ型
としたときに、両者とも結晶構造が同じであるので、ｐ
−ｎ接合を粉末の加圧成形の際に直接作り出すことがで
き、約１１００Ｋの大気中のガス，石油炎中に露出加熱
して使用しても熱電特性が劣化しない耐熱性に優れた経
済的な材料である。
【００２６】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係わ
る熱電材料は、鉄シリコン化合物を主成分とし、前記鉄
シリコン化合物が化学式ＦｅＳｉ２±ｙで代表される熱
電材料において、ＦｅとＳｉに加えて少なくともＧｅを
含有させた構成としたから、従来知られていたＦｅＳｉ
２熱電材料の高温での熱電特性をより一層向上させるこ
とが可能であると共に高温で十分な耐熱性を有し、さら
に、酸化雰囲気でも安定であって特性劣化のしにくい高
温用熱電材料を提供することが可能であり、これを例え
ば熱電発電に用いた場合には外部負荷においてより大き
な電力を取り出すことが可能になるという著しく優れた
効果がもたらされる。
る熱電材料は、鉄シリコン化合物を主成分とし、前記鉄
シリコン化合物が化学式ＦｅＳｉ２±ｙで代表される熱
電材料において、ＦｅとＳｉに加えて少なくともＧｅを
含有させた構成としたから、従来知られていたＦｅＳｉ
２熱電材料の高温での熱電特性をより一層向上させるこ
とが可能であると共に高温で十分な耐熱性を有し、さら
に、酸化雰囲気でも安定であって特性劣化のしにくい高
温用熱電材料を提供することが可能であり、これを例え
ば熱電発電に用いた場合には外部負荷においてより大き
な電力を取り出すことが可能になるという著しく優れた
効果がもたらされる。
【図１】本発明の実施例による熱電材料（鉄シリサイド
熱電薄膜）を用いた薄膜熱電素子の模式図である。
熱電薄膜）を用いた薄膜熱電素子の模式図である。
【図２】Ｇｅを含有した本発明実施例による鉄シリサイ
ド熱電薄膜で得られたゼーベック係数αの温度依存性を
例示するグラフである。
ド熱電薄膜で得られたゼーベック係数αの温度依存性を
例示するグラフである。
【図３】Ｇｅを含有した本発明実施例による鉄シリサイ
ド熱電薄膜で得られた電気伝導度σの温度依存性を例示
するグラフである。
ド熱電薄膜で得られた電気伝導度σの温度依存性を例示
するグラフである。
【図４】Ｇｅを含有した本発明実施例による鉄シリサイ
ド熱電薄膜で得られた電力因子α２σの温度依存性を例
示するグラフである。
ド熱電薄膜で得られた電力因子α２σの温度依存性を例
示するグラフである。
【図５】従来例の鉄シリサイド熱電薄膜で得られたゼー
ベック係数αの温度依存性を例示するグラフである。
ベック係数αの温度依存性を例示するグラフである。
【図６】従来例の鉄シリサイド熱電薄膜で得られた電気
伝導度σの温度依存性を例示するグラフである。
伝導度σの温度依存性を例示するグラフである。
【図７】従来例の鉄シリサイド熱電薄膜で得られた電力
因子α２σの温度依存性を例示するグラフである。
因子α２σの温度依存性を例示するグラフである。
１ 薄膜熱電素子 ２ 基板 ３ 電極 ４ 熱電薄膜（熱電材料） ５ 電極用リード部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古 谷 健 司 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 鉄シリコン化合物を主成分とし、前記鉄
シリコン化合物が化学式ＦｅＳｉ２±ｙで代表される熱
電材料において、ＦｅとＳｉに加えて少なくともＧｅを
含有させたことを特徴とする熱電材料。 - 【請求項２】 請求項１に記載の熱電材料において、Ｇ
ｅを含有した鉄シリコン化合物が化学式Ｆｅ（Ｓｉ
１−ｘＧｅｘ）２±ｙで表わされることを特徴とする熱
電材料。 - 【請求項３】 請求項１に記載の熱電材料において、−
０．１＜ｙ＜＋０．１であることを特徴とする熱電材
料。 - 【請求項４】 請求項２に記載の熱電材料において、０
＜ｘ＜＋０．２，−０．１＜ｙ＜＋０．１であることを
特徴とする熱電材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4254881A JPH06107407A (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | 熱電材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4254881A JPH06107407A (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | 熱電材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06107407A true JPH06107407A (ja) | 1994-04-19 |
Family
ID=17271133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4254881A Pending JPH06107407A (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | 熱電材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06107407A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5665176A (en) * | 1993-07-30 | 1997-09-09 | Nissan Motor Co., Ltd. | n-Type thermoelectric materials |
| WO2004001864A1 (ja) * | 2002-06-19 | 2003-12-31 | Jfe Steel Corporation | β-二珪化鉄系熱電変換材料および熱電変換素子 |
| KR101398824B1 (ko) * | 2006-06-26 | 2014-05-27 | 다이아몬드 이노베이션즈, 인크. | Ｈｐｈｔ 소결에 의해서 반도체들의 제벡 계수를 증가시키는 방법 |
-
1992
- 1992-09-24 JP JP4254881A patent/JPH06107407A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5665176A (en) * | 1993-07-30 | 1997-09-09 | Nissan Motor Co., Ltd. | n-Type thermoelectric materials |
| WO2004001864A1 (ja) * | 2002-06-19 | 2003-12-31 | Jfe Steel Corporation | β-二珪化鉄系熱電変換材料および熱電変換素子 |
| KR101398824B1 (ko) * | 2006-06-26 | 2014-05-27 | 다이아몬드 이노베이션즈, 인크. | Ｈｐｈｔ 소결에 의해서 반도체들의 제벡 계수를 증가시키는 방법 |
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