JPH1012933A - ＦｅＳｉ２系熱電変換素子用原料粉末の製造方法 - Google Patents
ＦｅＳｉ２系熱電変換素子用原料粉末の製造方法Info
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- JPH1012933A JPH1012933A JP8178636A JP17863696A JPH1012933A JP H1012933 A JPH1012933 A JP H1012933A JP 8178636 A JP8178636 A JP 8178636A JP 17863696 A JP17863696 A JP 17863696A JP H1012933 A JPH1012933 A JP H1012933A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 原料合金粉末の酸化を抑制し、かつ平均粒径
が数μｍ以下の微粉末の原料粉末を安価に製造できるＦ
ｅＳｉ2系熱電変換素子用原料粉末の製造方法の提供。 【解決手段】 不活性ガスでジェットミル粉砕して得
た、微粉砕粉に所定量の遷移金属粉末を混合することに
より、残留酸素量が少なく、平均粒径数μｍ以下の微粉
末が容易に得られ、さらに、スプレードライヤー装置に
よりスプレー造粒した後、プレス、焼結することによ
り、高い焼結密度を有し、良好な熱電変換効率を有する
ＦｅＳｉ2系熱電変換素子を得ることができる。
が数μｍ以下の微粉末の原料粉末を安価に製造できるＦ
ｅＳｉ2系熱電変換素子用原料粉末の製造方法の提供。 【解決手段】 不活性ガスでジェットミル粉砕して得
た、微粉砕粉に所定量の遷移金属粉末を混合することに
より、残留酸素量が少なく、平均粒径数μｍ以下の微粉
末が容易に得られ、さらに、スプレードライヤー装置に
よりスプレー造粒した後、プレス、焼結することによ
り、高い焼結密度を有し、良好な熱電変換効率を有する
ＦｅＳｉ2系熱電変換素子を得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＦｅＳｉ2系合
金粉末の製造方法に係り、高い焼結密度を有し、良好な
熱電変換効率を有するＦｅＳｉ2系熱電変換素子を得る
ため、不活性ガスでジェットミル粉砕して得た微粉砕粉
に所定量の遷移金属粉末を混合することにより、残留酸
素量が少なく、平均粒径数μｍ以下の微粉末が容易に得
られるＦｅＳｉ2系熱電変換素子用原料粉末の製造方法
に関する。
金粉末の製造方法に係り、高い焼結密度を有し、良好な
熱電変換効率を有するＦｅＳｉ2系熱電変換素子を得る
ため、不活性ガスでジェットミル粉砕して得た微粉砕粉
に所定量の遷移金属粉末を混合することにより、残留酸
素量が少なく、平均粒径数μｍ以下の微粉末が容易に得
られるＦｅＳｉ2系熱電変換素子用原料粉末の製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉄硅化物（ＦｅＳｉ2）にそれぞれマン
ガン（Ｍｎ）またはコバルト（Ｃｏ）等の適性不純物を
添加したＰ型半導体とＮ型半導体とを一端側で接合して
形成したＵ字型の熱電変換素子は、温度差を与えるだけ
で簡単に起電力を生じ、また、優れた耐熱性酸化性を有
し、かつ安定な特性を維持できることから、熱エネルギ
ーの有効利用化への要求が高まっている今日、実用化が
期待されているデバイスである。
ガン（Ｍｎ）またはコバルト（Ｃｏ）等の適性不純物を
添加したＰ型半導体とＮ型半導体とを一端側で接合して
形成したＵ字型の熱電変換素子は、温度差を与えるだけ
で簡単に起電力を生じ、また、優れた耐熱性酸化性を有
し、かつ安定な特性を維持できることから、熱エネルギ
ーの有効利用化への要求が高まっている今日、実用化が
期待されているデバイスである。
【０００３】しかしながら、これらＵ字型の熱電変換素
子を溶製した材料で作製すると、ミクロ偏析が多く、ま
た多孔質で亀裂が多く脆くなることが知られており、Ｆ
ｅＳｉ2熱電交換材料の作製には、粉末冶金法が最も適
しているとされている。従って、ミクロ偏析がなく、か
つ高密度化して残留気孔を極力減らした粉末焼結体を得
るために、良質の原料粉末が要望されている。
子を溶製した材料で作製すると、ミクロ偏析が多く、ま
た多孔質で亀裂が多く脆くなることが知られており、Ｆ
ｅＳｉ2熱電交換材料の作製には、粉末冶金法が最も適
しているとされている。従って、ミクロ偏析がなく、か
つ高密度化して残留気孔を極力減らした粉末焼結体を得
るために、良質の原料粉末が要望されている。
【０００４】現在では、ＦｅＳｉ2系合金粉末は、一般
にディスクミル等による鋳塊・粉化法、アトマイズ法、
ボールミル粉砕等によって焼結合金と同一組成に作製さ
れているが、これらの原料粉末は、いずれも製造工程が
煩雑でコストが高く、また平均粒度も数μｍから数十μ
ｍと比較的大きく、かつ残留酸素量の多い原料粉末であ
ることはよく知られている。このために、従来のＦｅＳ
ｉ2系合金粉末では、緻密な焼結部品を作製するのは困
難であり、また得られた熱電変換効率特性も十分とは言
い難いものであった。
にディスクミル等による鋳塊・粉化法、アトマイズ法、
ボールミル粉砕等によって焼結合金と同一組成に作製さ
れているが、これらの原料粉末は、いずれも製造工程が
煩雑でコストが高く、また平均粒度も数μｍから数十μ
ｍと比較的大きく、かつ残留酸素量の多い原料粉末であ
ることはよく知られている。このために、従来のＦｅＳ
ｉ2系合金粉末では、緻密な焼結部品を作製するのは困
難であり、また得られた熱電変換効率特性も十分とは言
い難いものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一般に、合金鋳塊を粗
粉砕後、ディスクミル或いはボールミルにて粉砕した微
粉砕粉の平均粒径は、数μｍから数十μｍあり、粉末冶
金法による粉末としては大きいために、前述したように
高密度の焼結体を作製することは困難である。
粉砕後、ディスクミル或いはボールミルにて粉砕した微
粉砕粉の平均粒径は、数μｍから数十μｍあり、粉末冶
金法による粉末としては大きいために、前述したように
高密度の焼結体を作製することは困難である。
【０００６】また、アトマイズ法による原料粉末は、水
アトマイズとガスアトマイズによって異なるが、平均粒
径はいずれも数μｍ程度であり、緻密な焼結体を作製す
る上では問題ないが、特に水アトマイズ粉では残留酸素
量が１０，０００ｐｐｍを越え、またガスアトマイズ粉
でも数千ｐｐｍを越えるために、焼結体中に残存する残
留酸素量を増加させ、熱電変換効率を大幅に低下させる
要因になっていた。
アトマイズとガスアトマイズによって異なるが、平均粒
径はいずれも数μｍ程度であり、緻密な焼結体を作製す
る上では問題ないが、特に水アトマイズ粉では残留酸素
量が１０，０００ｐｐｍを越え、またガスアトマイズ粉
でも数千ｐｐｍを越えるために、焼結体中に残存する残
留酸素量を増加させ、熱電変換効率を大幅に低下させる
要因になっていた。
【０００７】この発明は、ＦｅＳｉ2系熱電変換素子を
得るため、粉末冶金法により高特性を有するＦｅＳｉ2
系焼結合金を製造するための原料粉末の製造方法の提供
を目的とし、原料合金粉末の酸化を抑制し、かつ平均粒
径が数μｍ以下の微粉末の原料粉末を安価に製造できる
ＦｅＳｉ2系熱電変換素子用原料粉末の製造方法の提供
を目的とする。
得るため、粉末冶金法により高特性を有するＦｅＳｉ2
系焼結合金を製造するための原料粉末の製造方法の提供
を目的とし、原料合金粉末の酸化を抑制し、かつ平均粒
径が数μｍ以下の微粉末の原料粉末を安価に製造できる
ＦｅＳｉ2系熱電変換素子用原料粉末の製造方法の提供
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】発明者らは、酸化を抑制
した微粉末のＦｅＳｉ2系合金粉末を作製する方法を種
々に検討した結果、ＦｅＳｉ2系の溶解インゴットを不
活性ガス雰囲気中で粗粉砕した後、不活性ガスを用いた
ジェットミル粉砕を行うことにより、含有酸素量が非常
に少なく、かつ平均粒径の非常に小さい微粉末を作製で
きることを知見した。すなわち、ＦｅＳｉ2系合金粗粉
がジェットミル粉砕できること、また非常に小さな微粉
末にすることができることにより、従来の原料粉末に比
べて、含有酸素量を大幅に低減できることを知見した。
した微粉末のＦｅＳｉ2系合金粉末を作製する方法を種
々に検討した結果、ＦｅＳｉ2系の溶解インゴットを不
活性ガス雰囲気中で粗粉砕した後、不活性ガスを用いた
ジェットミル粉砕を行うことにより、含有酸素量が非常
に少なく、かつ平均粒径の非常に小さい微粉末を作製で
きることを知見した。すなわち、ＦｅＳｉ2系合金粗粉
がジェットミル粉砕できること、また非常に小さな微粉
末にすることができることにより、従来の原料粉末に比
べて、含有酸素量を大幅に低減できることを知見した。
【０００９】さらに発明者らは、一般に、ＦｅＳｉ2系
合金粗粉は焼結合金と同一組成で作製されるが、例え
ば、よりＳｉリッチにしてζ 相を含有させて、脆性破
壊を起こし易くし、粗粉砕・微粉砕時の粉砕効率を上げ
ることも可能であること、この際の鉄の不足分は安価な
鉄粉、例えばカーボニル鉄粉をＦｅＳｉ2系合金のジェ
ットミル粉砕に添加混合して、所定の組成に調整し、鉄
粉の添加により成形時の圧縮性を良好にすることもでき
る利点があることを知見し、この発明を完成した。
合金粗粉は焼結合金と同一組成で作製されるが、例え
ば、よりＳｉリッチにしてζ 相を含有させて、脆性破
壊を起こし易くし、粗粉砕・微粉砕時の粉砕効率を上げ
ることも可能であること、この際の鉄の不足分は安価な
鉄粉、例えばカーボニル鉄粉をＦｅＳｉ2系合金のジェ
ットミル粉砕に添加混合して、所定の組成に調整し、鉄
粉の添加により成形時の圧縮性を良好にすることもでき
る利点があることを知見し、この発明を完成した。
【００１０】すなわち、この発明は、硅素を５０重量％
以上含有する鉄硅素の溶解インゴットを不活性ガス雰囲
気中で粗粉砕した後、不活性ガスによりジェットミル粉
砕し、該粉末遷移金属元素と硅素の原子比率が１：２の
割合になるように遷移金属粉末を添加して混合すること
を特徴とするＦｅＳｉ2系熱電変換素子用原料粉末の製
造方法である。
以上含有する鉄硅素の溶解インゴットを不活性ガス雰囲
気中で粗粉砕した後、不活性ガスによりジェットミル粉
砕し、該粉末遷移金属元素と硅素の原子比率が１：２の
割合になるように遷移金属粉末を添加して混合すること
を特徴とするＦｅＳｉ2系熱電変換素子用原料粉末の製
造方法である。
【００１１】また、この発明は、上記の製造方法におい
て、ジェットミル粉砕粉に遷移金属粉末を添加して混合
したスラリーを、スプレードライヤー装置により造粒す
るＦｅＳｉ2系熱電変換素子用原料粉末の製造方法を併
せて提案する。
て、ジェットミル粉砕粉に遷移金属粉末を添加して混合
したスラリーを、スプレードライヤー装置により造粒す
るＦｅＳｉ2系熱電変換素子用原料粉末の製造方法を併
せて提案する。
【００１２】
【発明の実施の形態】この発明の対象とするＦｅＳｉ2
系合金の組成において、ＦｅＳｉ2系合金それ自体が脆
弱であるために、不活性ガスを用いたジェットミルによ
る微粉砕が可能であり、特に有効であるが、さらにＦｅ
Ｓｉ2+x（ｘ＝０．０〜１．５）系合金にすることによ
り、ζ相を含有させてより脆弱にすることができる。Ｆ
ｅＳｉ2の組成を越えてＳｉを多量に含むと粉砕はより
容易になるが、酸化しやすくなり、結果的には焼結後に
気孔を多く含むことになる。逆にＦｅＳｉ2組成により
少ないＳｉ量でもジェツトミル粉砕は可能であるが、所
要組成であるＦｅＳｉ2の化学量論的成分にするために
は、粉砕後に活性なＳｉの粉末を添加しなければなら
ず、これは混合粉末の酸素含有量を増やすことになる。
系合金の組成において、ＦｅＳｉ2系合金それ自体が脆
弱であるために、不活性ガスを用いたジェットミルによ
る微粉砕が可能であり、特に有効であるが、さらにＦｅ
Ｓｉ2+x（ｘ＝０．０〜１．５）系合金にすることによ
り、ζ相を含有させてより脆弱にすることができる。Ｆ
ｅＳｉ2の組成を越えてＳｉを多量に含むと粉砕はより
容易になるが、酸化しやすくなり、結果的には焼結後に
気孔を多く含むことになる。逆にＦｅＳｉ2組成により
少ないＳｉ量でもジェツトミル粉砕は可能であるが、所
要組成であるＦｅＳｉ2の化学量論的成分にするために
は、粉砕後に活性なＳｉの粉末を添加しなければなら
ず、これは混合粉末の酸素含有量を増やすことになる。
【００１３】この発明によるＦｅＳｉ2系合金粉末を得
るためには、公知のＦｅＳｉ2系合金粉末の原料作製方
法を適宜採用することができ、例えば、従来公知の方法
で得たＦｅＳｉ2+x（ｘ＝０〜１．５）の鋳塊を粗粉砕
した後、ジェットミル粉砕した粉末に、Ｆｅ粉を添加混
合して所要組成に調整した粉末となすほか、さらには熱
電交換効率を改善するために、Ｍｎ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｃ
ｏ，Ａｌ，Ｚｒ，Ｖ，Ｃｕ，Ｍｇ，Ａｇ，Ｐｂ，Ｍｏ，
Ｔｅ，Ｓｅ，Ｓなどの添加元素を加えた合金をジェット
ミル粉砕粉して用いることができる。また、この発明に
おいて、合金鋳塊を粗粉砕後、不活性ガスを用いたジェ
ットミル粉砕により微粉砕するが、その平均粒径が１μ
ｍ未満では粉末が酸化しやすく、また５μｍを越えると
焼結密度が低下するため、１μｍ〜５μｍの平均粒径が
望ましい。
るためには、公知のＦｅＳｉ2系合金粉末の原料作製方
法を適宜採用することができ、例えば、従来公知の方法
で得たＦｅＳｉ2+x（ｘ＝０〜１．５）の鋳塊を粗粉砕
した後、ジェットミル粉砕した粉末に、Ｆｅ粉を添加混
合して所要組成に調整した粉末となすほか、さらには熱
電交換効率を改善するために、Ｍｎ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｃ
ｏ，Ａｌ，Ｚｒ，Ｖ，Ｃｕ，Ｍｇ，Ａｇ，Ｐｂ，Ｍｏ，
Ｔｅ，Ｓｅ，Ｓなどの添加元素を加えた合金をジェット
ミル粉砕粉して用いることができる。また、この発明に
おいて、合金鋳塊を粗粉砕後、不活性ガスを用いたジェ
ットミル粉砕により微粉砕するが、その平均粒径が１μ
ｍ未満では粉末が酸化しやすく、また５μｍを越えると
焼結密度が低下するため、１μｍ〜５μｍの平均粒径が
望ましい。
【００１４】この発明において、Ｆｅ粉を添加混合した
場合に、焼結後にβ相のＦｅＳｉ2焼結体が得られるの
は、次式、２ＦｅＳｉ2+x＋ｘＦｅ＝（２＋ｘ）ＦｅＳ
ｉ2の中でｘが０〜１．５の範囲である。母原料である
ＦｅＳｉ2系合金組成のＳｉ含有量はＦｅＳｉ3.5までで
あり、それを越えるＳｉ含有量の組成合金粉末ではＦｅ
粉を添加混合しても、焼結後にβ相単一相が得られな
い。特に圧縮成形の圧縮性と残留酸素量の点からは、ｘ
＝０．１〜０．５の範囲のＦｅＳｉ2+x系合金粉末にｘ
／２だけ鉄粉を添加混合した粉末が最も望ましい。
場合に、焼結後にβ相のＦｅＳｉ2焼結体が得られるの
は、次式、２ＦｅＳｉ2+x＋ｘＦｅ＝（２＋ｘ）ＦｅＳ
ｉ2の中でｘが０〜１．５の範囲である。母原料である
ＦｅＳｉ2系合金組成のＳｉ含有量はＦｅＳｉ3.5までで
あり、それを越えるＳｉ含有量の組成合金粉末ではＦｅ
粉を添加混合しても、焼結後にβ相単一相が得られな
い。特に圧縮成形の圧縮性と残留酸素量の点からは、ｘ
＝０．１〜０．５の範囲のＦｅＳｉ2+x系合金粉末にｘ
／２だけ鉄粉を添加混合した粉末が最も望ましい。
【００１５】また、この発明において、ジェットミル粉
砕粉に、遷移金属元素と硅素の原子比率が１：２の割合
になるように遷移金属粉末を添加して混合する方法は、
特に限定しないが、例えば、Ｖコーンなどで混合する
他、上述のごとく粉末を酸化させないために、万能撹拌
機、プラネタリーミキサー、スピードミキサーなどによ
り不活性ガス雰囲気中で撹拌する方法も有効である。さ
らに、プレス成形時の粉体の流動性を向上させ、プレス
成形時の単重ばらつきを低減して寸法精度を向上させる
とともに焼結密度を向上させるために、スプレードライ
ヤー装置にて造粒する工程が最も有効である。造粒方法
は他に流動層による造粒、撹拌造粒等があるが、バイン
ダーの添加量をスプレードライヤーの場合の２倍以上に
増量する必要が有り、特に酸化しやすい粉末には適して
いない。
砕粉に、遷移金属元素と硅素の原子比率が１：２の割合
になるように遷移金属粉末を添加して混合する方法は、
特に限定しないが、例えば、Ｖコーンなどで混合する
他、上述のごとく粉末を酸化させないために、万能撹拌
機、プラネタリーミキサー、スピードミキサーなどによ
り不活性ガス雰囲気中で撹拌する方法も有効である。さ
らに、プレス成形時の粉体の流動性を向上させ、プレス
成形時の単重ばらつきを低減して寸法精度を向上させる
とともに焼結密度を向上させるために、スプレードライ
ヤー装置にて造粒する工程が最も有効である。造粒方法
は他に流動層による造粒、撹拌造粒等があるが、バイン
ダーの添加量をスプレードライヤーの場合の２倍以上に
増量する必要が有り、特に酸化しやすい粉末には適して
いない。
【００１６】
実施例１ 表１に示す組成の溶解インゴットをＮ2ガス中で、スタ
ンプミル粉砕した後、Ｎ2ガスにより、ジェットミル粉
砕を実施し、表１に示すような平均粒径と含有酸素量を
もった微粉砕を作製した。次に、表２に示すようにこの
微粉末にカーボニル鉄粉（Ｏ：３２００ｐｐｍ）を添加
して、Ｖコーンで混合して表２に示す原料粉末にポリビ
ニールアルコール（ＰＶＡ）０．２ｗｔ％、水５４ｗｔ
％を添加し、さらに潤滑剤としてグリセリンを０．０５
ｗｔ％添加し、室温で混合、撹拌を行いスラリー状とな
し、該スラリーをディスク回転型スプレードライヤー装
置により不活性ガスとしてＮ2ガスを用い、熱風入口温
度１００℃、出口温度４０℃に設定して造粒を行った。
ンプミル粉砕した後、Ｎ2ガスにより、ジェットミル粉
砕を実施し、表１に示すような平均粒径と含有酸素量を
もった微粉砕を作製した。次に、表２に示すようにこの
微粉末にカーボニル鉄粉（Ｏ：３２００ｐｐｍ）を添加
して、Ｖコーンで混合して表２に示す原料粉末にポリビ
ニールアルコール（ＰＶＡ）０．２ｗｔ％、水５４ｗｔ
％を添加し、さらに潤滑剤としてグリセリンを０．０５
ｗｔ％添加し、室温で混合、撹拌を行いスラリー状とな
し、該スラリーをディスク回転型スプレードライヤー装
置により不活性ガスとしてＮ2ガスを用い、熱風入口温
度１００℃、出口温度４０℃に設定して造粒を行った。
【００１７】上記造粒粉を圧縮プレス機を用いて圧力２
Ｔ／ｃｍ2で、長さＬ１００ｍｍ×厚みＤ８ｍｍ×幅Ｗ
３０ｍｍのＵ字状の金型に、Ｕ字底の部分がＰＮ接合の
接合部になるように、Ｕ字の半分の金型にＰ型半導体用
の造粒粉（原料Ｎｏ．２，４，６）を充填し、残りの半
分の金型にＰ型半導体と同一のバインダーで造粒したＮ
型半導体用の造粒粉（原料Ｎｏ．１，３，５）を充填し
た後、１−２、３−４、５−６のペアでＵ字型状に圧縮
成形した。
Ｔ／ｃｍ2で、長さＬ１００ｍｍ×厚みＤ８ｍｍ×幅Ｗ
３０ｍｍのＵ字状の金型に、Ｕ字底の部分がＰＮ接合の
接合部になるように、Ｕ字の半分の金型にＰ型半導体用
の造粒粉（原料Ｎｏ．２，４，６）を充填し、残りの半
分の金型にＰ型半導体と同一のバインダーで造粒したＮ
型半導体用の造粒粉（原料Ｎｏ．１，３，５）を充填し
た後、１−２、３−４、５−６のペアでＵ字型状に圧縮
成形した。
【００１８】該成形体を水素雰囲気中で室温から６００
℃までを昇温速度１００℃／時間で加熱する脱バインダ
ー処理を行い、引続いて真空中で１１５０℃まで昇温
し、２時間保持して焼結し、さらに焼結後、α−Ｆｅ2
Ｓｉ5とε−ＦｅＳｉの共晶合金を消滅させてβ相を晶
出させるために、７９０℃で５時間熱処理して図１に示
すように、Ｐ型半導体１とＮ型半導体２をＰＮ接合部３
で一体化したＵ字型状熱電変換素子を作製した。得られ
た焼結体にはヒビ、ワレ、変形等はなかった。
℃までを昇温速度１００℃／時間で加熱する脱バインダ
ー処理を行い、引続いて真空中で１１５０℃まで昇温
し、２時間保持して焼結し、さらに焼結後、α−Ｆｅ2
Ｓｉ5とε−ＦｅＳｉの共晶合金を消滅させてβ相を晶
出させるために、７９０℃で５時間熱処理して図１に示
すように、Ｐ型半導体１とＮ型半導体２をＰＮ接合部３
で一体化したＵ字型状熱電変換素子を作製した。得られ
た焼結体にはヒビ、ワレ、変形等はなかった。
【００１９】成形時の粉体の流動性及び得られた焼結体
の相対密度、残留酸素量、残留炭素量、高温部と低温部
の温度差４００℃での熱電変換素子材料の熱起電力を表
３に示す。なお、熱電変換素子の熱起電力特性は、熱電
変換素子のＰＮ接合部をヒーター加熱し、Ｕ字状の熱電
変換素子の両端部を送風機により冷却して、高温部と低
温部の温度差ΔＴによって生成される熱起電力をデジタ
ルマルチメーターで測定した。
の相対密度、残留酸素量、残留炭素量、高温部と低温部
の温度差４００℃での熱電変換素子材料の熱起電力を表
３に示す。なお、熱電変換素子の熱起電力特性は、熱電
変換素子のＰＮ接合部をヒーター加熱し、Ｕ字状の熱電
変換素子の両端部を送風機により冷却して、高温部と低
温部の温度差ΔＴによって生成される熱起電力をデジタ
ルマルチメーターで測定した。
【００２０】比較例１ 市販のガスアトマイズ粉末（表１のＮｏ．７，Ｎｏ．８
の原料粉末）に、実施例１と同一のバインダー、水、潤
滑剤を添加し、混合、撹拌してスラリーを作製し、実施
例１と同一条件でスプレー造粒した後、実施例１と同一
条件で脱バインダー、焼結を行って焼結体を作製した。
実施例１と同一条件で評価、測定した結果を表３に示
す。得られた焼結体にはヒビ、ワレ、変形等はなかっ
た。
の原料粉末）に、実施例１と同一のバインダー、水、潤
滑剤を添加し、混合、撹拌してスラリーを作製し、実施
例１と同一条件でスプレー造粒した後、実施例１と同一
条件で脱バインダー、焼結を行って焼結体を作製した。
実施例１と同一条件で評価、測定した結果を表３に示
す。得られた焼結体にはヒビ、ワレ、変形等はなかっ
た。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】
【表３】
【００２４】
【発明の効果】この発明によるＦｅＳｉ2系熱電変換素
子用原料粉末は、実施例に示すごとく、不活性ガスでジ
ェットミル粉砕して得た、微粉砕粉に所定量の遷移金属
粉末を混合することにより、残留酸素量が少なく、平均
粒径数μｍ以下の微粉末が容易に得られ、さらに、スプ
レードライヤー装置によりスプレー造粒した後、プレ
ス、焼結することにより、高い焼結密度を有し、良好な
熱電変換効率を有するＦｅＳｉ2系熱電変換素子を得る
ことができる。
子用原料粉末は、実施例に示すごとく、不活性ガスでジ
ェットミル粉砕して得た、微粉砕粉に所定量の遷移金属
粉末を混合することにより、残留酸素量が少なく、平均
粒径数μｍ以下の微粉末が容易に得られ、さらに、スプ
レードライヤー装置によりスプレー造粒した後、プレ
ス、焼結することにより、高い焼結密度を有し、良好な
熱電変換効率を有するＦｅＳｉ2系熱電変換素子を得る
ことができる。
【図１】この発明によるＦｅＳｉ2系熱電変換素子用原
料粉末を用いて作成したＵ字型熱電変換素子の斜視説明
図である。
料粉末を用いて作成したＵ字型熱電変換素子の斜視説明
図である。
１ Ｐ型半導体 ２ Ｎ型半導体 ３ ＰＮ接合部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 貞富 信裕 大阪府吹田市南吹田２丁目19−１ 住友特 殊金属株式会社吹田製作所内
Claims (3)
- 【請求項１】 硅素を５０重量％以上含有する鉄硅素の
溶解インゴットを不活性ガス雰囲気中で粗粉砕した後、
不活性ガスによりジェットミル粉砕し、該粉末遷移金属
元素と硅素の原子比率が１：２の割合になるように遷移
金属粉末を添加して混合することを特徴とするＦｅＳｉ
2系熱電変換素子用原料粉末の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１において、ジェットミル粉砕粉
に遷移金属粉末を添加して混合したスラリーを、スプレ
ードライヤー装置により造粒するＦｅＳｉ2系熱電変換
素子用原料粉末の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１において、ＦｅＳｉ2系合金の
組成は、ＦｅＳｉ2+xの構造式でｘ＝０〜１．５の範囲
であるＦｅＳｉ2系合金粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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1996
- 1996-06-18 JP JP17863696A patent/JP3579186B2/ja not_active Expired - Fee Related
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