JPH10237671A - 二珪化鉄の製造方法 - Google Patents
二珪化鉄の製造方法Info
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- JPH10237671A JPH10237671A JP9045939A JP4593997A JPH10237671A JP H10237671 A JPH10237671 A JP H10237671A JP 9045939 A JP9045939 A JP 9045939A JP 4593997 A JP4593997 A JP 4593997A JP H10237671 A JPH10237671 A JP H10237671A
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- iron
- silicon
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- disilicide
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- Powder Metallurgy (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エネルギー消費が少なく、安価な原料を用い
る、二珪化鉄の製造方法を提供する。 【解決手段】 酸化鉄とシリコンとを含む粉末をメカニ
カルアロイングし、次いで熱処理するβ相二珪化鉄の製
造方法
る、二珪化鉄の製造方法を提供する。 【解決手段】 酸化鉄とシリコンとを含む粉末をメカニ
カルアロイングし、次いで熱処理するβ相二珪化鉄の製
造方法
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱電変換素子とし
て有望な材料であるβ相二珪化鉄の製造方法に関する。
て有望な材料であるβ相二珪化鉄の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱電変換材料は環境汚染物質を排出せ
ず、騒音を出さず、またメンテナンスフリーであるエネ
ルギー源として注目されている材料である。現在、商業
生産されているのは熱電冷却用素子が中心であるが、熱
電発電についても徐々に市場が形成されるものと期待さ
れている。β相二珪化鉄は耐酸化性、耐熱性に優れてい
ること、毒性がないこと、原料が安価なこと、２００〜
９００℃において比較的高いゼーベック係数を有するこ
とにより特に注目されている。
ず、騒音を出さず、またメンテナンスフリーであるエネ
ルギー源として注目されている材料である。現在、商業
生産されているのは熱電冷却用素子が中心であるが、熱
電発電についても徐々に市場が形成されるものと期待さ
れている。β相二珪化鉄は耐酸化性、耐熱性に優れてい
ること、毒性がないこと、原料が安価なこと、２００〜
９００℃において比較的高いゼーベック係数を有するこ
とにより特に注目されている。
【０００３】二珪化鉄は、焼結体または薄膜の熱電変換
材料として用いられる。本発明は、二珪化鉄の焼結体用
粉末または焼結体の製造方法に関するものである。二珪
化鉄の焼結体の従来の製造方法は、鉄とシリコンなどを
含む原料を高温で溶融させた後にインゴットとして凝固
させ、ε相とα相の共晶物を得た後、これを微粉砕し
て、得られた粉末を加圧形成したものを１１００℃以上
で焼結させ、その後β相安定領域で長時間熱処理を行う
ことによってβ相とする方法である。
材料として用いられる。本発明は、二珪化鉄の焼結体用
粉末または焼結体の製造方法に関するものである。二珪
化鉄の焼結体の従来の製造方法は、鉄とシリコンなどを
含む原料を高温で溶融させた後にインゴットとして凝固
させ、ε相とα相の共晶物を得た後、これを微粉砕し
て、得られた粉末を加圧形成したものを１１００℃以上
で焼結させ、その後β相安定領域で長時間熱処理を行う
ことによってβ相とする方法である。
【０００４】しかしながら、この従来の方法は、高温で
溶融すること、β相二珪化鉄を生成させるために長時間
の熱処理を要することにより、エネルギー消費量が多
く、生産に影響を与えている（例えば、特開昭５９−５
６７８１号公報）。
溶融すること、β相二珪化鉄を生成させるために長時間
の熱処理を要することにより、エネルギー消費量が多
く、生産に影響を与えている（例えば、特開昭５９−５
６７８１号公報）。
【０００５】これに対して、近年メカニカルアロイング
法によるβ相二珪化鉄の製法が提案されている。フラン
ス特許明細書第８，８０９，８９６号（１９８８）に
は、遷移金属元素などとカーボンまたはシリコンとをメ
カニカルアロイング処理を行って、炭化物または珪化物
を製造する方法が開示されている。その中で珪化鉄につ
いては、鉄とシリコンの粉末（原子比１：２）を振動ボ
ールミルで２４時間処理したものは、α、β、ε相の混
合物であったと実施例に記載されている。
法によるβ相二珪化鉄の製法が提案されている。フラン
ス特許明細書第８，８０９，８９６号（１９８８）に
は、遷移金属元素などとカーボンまたはシリコンとをメ
カニカルアロイング処理を行って、炭化物または珪化物
を製造する方法が開示されている。その中で珪化鉄につ
いては、鉄とシリコンの粉末（原子比１：２）を振動ボ
ールミルで２４時間処理したものは、α、β、ε相の混
合物であったと実施例に記載されている。
【０００６】特開平６−８１０７６号公報においては、
鉄とシリコンの原料粉末を粉砕混合する工程、成形する
工程および焼結する工程からなるβ相二珪化鉄の製造方
法が開示されている。この方法によると鉄とシリコンの
粉末をボールミルで１００時間粉砕したものを９５０℃
でホットプレスした焼結体はβ、ε相の混合物であっ
た。
鉄とシリコンの原料粉末を粉砕混合する工程、成形する
工程および焼結する工程からなるβ相二珪化鉄の製造方
法が開示されている。この方法によると鉄とシリコンの
粉末をボールミルで１００時間粉砕したものを９５０℃
でホットプレスした焼結体はβ、ε相の混合物であっ
た。
【０００７】特開平６−９２６１９号公報には、鉄とシ
リコンの原料粉末（モル比１：２．１〜１：３．５）を
メカニカルアロイングし、次いで熱処理することによる
二珪化鉄の製造方法が開示されている。この方法による
と、鉄とシリコンの粉末（１：２．２〜１：３．０）を
振動ボールミルで１０時間処理し、これを成形したのち
９００℃で８０〜１００時間熱処理を行ったものはβ、
ε相の混合物であり、ε相は２〜１０％であった。
リコンの原料粉末（モル比１：２．１〜１：３．５）を
メカニカルアロイングし、次いで熱処理することによる
二珪化鉄の製造方法が開示されている。この方法による
と、鉄とシリコンの粉末（１：２．２〜１：３．０）を
振動ボールミルで１０時間処理し、これを成形したのち
９００℃で８０〜１００時間熱処理を行ったものはβ、
ε相の混合物であり、ε相は２〜１０％であった。
【０００８】メカニカルアロイング法による上記の３発
明は、前記の溶融法に比較して高温溶融を必要としない
点でエネルギー消費量が少ないという利点をもつもので
ある。しかし一方では、得られた焼結体はβ相のほかに
ε相を含むという問題点がある。
明は、前記の溶融法に比較して高温溶融を必要としない
点でエネルギー消費量が少ないという利点をもつもので
ある。しかし一方では、得られた焼結体はβ相のほかに
ε相を含むという問題点がある。
【０００９】本発明者らは先に、鉄とシリコンの原料粉
末をメカニカルアロイングすることによってα相および
ε相珪化鉄を生成せしめ、次いで熱処理することによる
二珪化鉄の製造方法を提案した（特開平９−２０５１２
号公報）。この方法によって得られる粉末は、ε相が２
％以下のβ相二珪化鉄であった。
末をメカニカルアロイングすることによってα相および
ε相珪化鉄を生成せしめ、次いで熱処理することによる
二珪化鉄の製造方法を提案した（特開平９−２０５１２
号公報）。この方法によって得られる粉末は、ε相が２
％以下のβ相二珪化鉄であった。
【００１０】他方、二珪化鉄に酸素を含有させることに
よって、熱電能を高くしようとする提案も行われてい
る。『材料科学』誌第２７巻２７０頁（１９９０年）に
おいては、アモルファス二珪化鉄膜を形成させる際に酸
素を共存させることによって、酸素を含有させる方法が
開示されている。この方法によると、熱電能が著しく向
上している。しかし、この方法のアモルファス膜は熱安
定性に乏しいという問題点がある。
よって、熱電能を高くしようとする提案も行われてい
る。『材料科学』誌第２７巻２７０頁（１９９０年）に
おいては、アモルファス二珪化鉄膜を形成させる際に酸
素を共存させることによって、酸素を含有させる方法が
開示されている。この方法によると、熱電能が著しく向
上している。しかし、この方法のアモルファス膜は熱安
定性に乏しいという問題点がある。
【００１１】特開平７−２１６４０１号公報には、鉄シ
リサイド合金を１５％以上の酸素含有雰囲気中でメカニ
カルアロイングして酸素を含有させる方法が開示されて
いる。
リサイド合金を１５％以上の酸素含有雰囲気中でメカニ
カルアロイングして酸素を含有させる方法が開示されて
いる。
【００１２】特開平７−２４２９０１号公報には、鉄シ
リサイド合金を１５％以上の酸素含有雰囲気中で９２０
Ｋ以上１５００Ｋ以下の温度で加熱保持することにより
酸素を含有させる方法が開示されている。
リサイド合金を１５％以上の酸素含有雰囲気中で９２０
Ｋ以上１５００Ｋ以下の温度で加熱保持することにより
酸素を含有させる方法が開示されている。
【００１３】上記２発明はいずれも鉄シリサイド合金を
製造するために溶融工程を有しており、エネルギーを多
く消費する。
製造するために溶融工程を有しており、エネルギーを多
く消費する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題、即ち本発明の目的は、エネルギー消費が少な
く、安価な原料を用いる、二珪化鉄の製造方法を提供す
ることにある。
する課題、即ち本発明の目的は、エネルギー消費が少な
く、安価な原料を用いる、二珪化鉄の製造方法を提供す
ることにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討を進めた結果、メカニカルア
ロイング法における原料鉄の一部または全部を安価な酸
化鉄に置き換えても二珪化鉄が生成することを見出し、
本発明を完成させるに至った。即ち本発明は、酸化鉄と
シリコンとを含む粉末をメカニカルアロイングし、次い
で熱処理するβ相二珪化鉄の製造方法にかかるものであ
る。
を解決するために鋭意検討を進めた結果、メカニカルア
ロイング法における原料鉄の一部または全部を安価な酸
化鉄に置き換えても二珪化鉄が生成することを見出し、
本発明を完成させるに至った。即ち本発明は、酸化鉄と
シリコンとを含む粉末をメカニカルアロイングし、次い
で熱処理するβ相二珪化鉄の製造方法にかかるものであ
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明は酸化鉄とシリコンとを含む粉末をメカニ
カルアロイングを行い、次いで熱処理することによるβ
相二珪化鉄の製造方法である。この方法においては、メ
カニカルアロイング法によって、酸化鉄とシリコンとが
反応して鉄が生成し、更に鉄とシリコンとが反応して二
珪化鉄を生成すると思われる。もしこの通りの反応であ
れば、メカニカルアロイング法におけるこのような反応
はこれまで報告されてなく、本発明者等によって初めて
見出されたものである。
する。本発明は酸化鉄とシリコンとを含む粉末をメカニ
カルアロイングを行い、次いで熱処理することによるβ
相二珪化鉄の製造方法である。この方法においては、メ
カニカルアロイング法によって、酸化鉄とシリコンとが
反応して鉄が生成し、更に鉄とシリコンとが反応して二
珪化鉄を生成すると思われる。もしこの通りの反応であ
れば、メカニカルアロイング法におけるこのような反応
はこれまで報告されてなく、本発明者等によって初めて
見出されたものである。
【００１７】本発明における原料粉末である酸化鉄、シ
リコンおよび置換用金属元素は工業用グレードの粉末が
用いられるが、好ましくは９９重量％以上の純度のも
の、より好ましくは９９．９重量％以上のものが用いら
れる。熱電変換特性は二珪化鉄に添加される金属の種
類、量に依存することが周知の事実であり、従って予期
せぬ不純物を避けるために粉末の純度が高い方が好まし
いのである。
リコンおよび置換用金属元素は工業用グレードの粉末が
用いられるが、好ましくは９９重量％以上の純度のも
の、より好ましくは９９．９重量％以上のものが用いら
れる。熱電変換特性は二珪化鉄に添加される金属の種
類、量に依存することが周知の事実であり、従って予期
せぬ不純物を避けるために粉末の純度が高い方が好まし
いのである。
【００１８】原料粉末中における酸化鉄とシリコンの仕
込比率は、鉄とシリコンの原子比または（鉄＋置換用金
属元素）とシリコンの原子比が１：２．２をこえ１：
３．５以下の範囲内が好ましい。１：２．２よりもシリ
コンが少ない場合は、焼成後のε相が多くなることがあ
り好ましくない。１：３．５を超える場合は焼成後にシ
リコンの成分が存在し、そのために二珪化鉄の純度が低
下することになる場合がある。
込比率は、鉄とシリコンの原子比または（鉄＋置換用金
属元素）とシリコンの原子比が１：２．２をこえ１：
３．５以下の範囲内が好ましい。１：２．２よりもシリ
コンが少ない場合は、焼成後のε相が多くなることがあ
り好ましくない。１：３．５を超える場合は焼成後にシ
リコンの成分が存在し、そのために二珪化鉄の純度が低
下することになる場合がある。
【００１９】本発明においては、酸化鉄に鉄を加えるこ
ともできる。その場合の全鉄分中の鉄の割合は任意に決
めることができる。鉄の割合が高くなると原料費が高く
なり、酸化鉄中の酸素の効果が希釈されることになる。
好適な全鉄分中の鉄の割合の例示は０〜８０％である。
ともできる。その場合の全鉄分中の鉄の割合は任意に決
めることができる。鉄の割合が高くなると原料費が高く
なり、酸化鉄中の酸素の効果が希釈されることになる。
好適な全鉄分中の鉄の割合の例示は０〜８０％である。
【００２０】本発明においては、原料の酸化鉄またはシ
リコンの一部分の代りに置換用金属元素が添加された原
料を用いることもできる。かかる置換用金属元素とは、
鉄またはシリコンの一部分を置換することによって半導
体特性を付与するものであって、ｐ型半導体とするため
にＭｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌなどで、ｎ型半導体とするため
にＣｏ、Ｎｉ、Ｐｔなどで置換することができる。置換
の割合は公知の程度でよく、０．５〜１０原子％が例示
される。
リコンの一部分の代りに置換用金属元素が添加された原
料を用いることもできる。かかる置換用金属元素とは、
鉄またはシリコンの一部分を置換することによって半導
体特性を付与するものであって、ｐ型半導体とするため
にＭｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌなどで、ｎ型半導体とするため
にＣｏ、Ｎｉ、Ｐｔなどで置換することができる。置換
の割合は公知の程度でよく、０．５〜１０原子％が例示
される。
【００２１】本発明においてメカニカルアロイングと
は、物質に機械的粉砕または摩砕の力を作用させること
により、微粒化、非晶質化、固溶化、化学反応などを生
成せしめることをいう。メカニカルアロイングについて
は、近年研究例が増大しつつあり、例えば「有機・無機
物のメカノケミストリー」（久保、工業資料センター、
１９９３年）に詳細な記載がある。
は、物質に機械的粉砕または摩砕の力を作用させること
により、微粒化、非晶質化、固溶化、化学反応などを生
成せしめることをいう。メカニカルアロイングについて
は、近年研究例が増大しつつあり、例えば「有機・無機
物のメカノケミストリー」（久保、工業資料センター、
１９９３年）に詳細な記載がある。
【００２２】従来より、メカニカルアロイングを行う装
置としては、回転ボールミル、振動ボールミル、遊星ボ
ールミルなどが知られている。なかでも本発明のメカニ
カルアロイングに用いられる装置としては、衝撃力の大
きなものが好ましい。そのためには、上記のものを用い
ることもできるが、より好ましくはディスクミルを用い
る。ディスクミルは従来分析用試料を得るための粉砕装
置として使用されてきていた。本発明者らは、これを物
質合成のために使用することを提案するものである。通
常、ディスクミルはベッセル、リング、ストーンの３種
の組合せから構成され、ベッセルの容積として、５０ｃ
ｃ、１００ｃｃなどがある。材質は、タングステンカー
バイド、ステンレス、アルミナ、ジルコニアなどがあ
る。
置としては、回転ボールミル、振動ボールミル、遊星ボ
ールミルなどが知られている。なかでも本発明のメカニ
カルアロイングに用いられる装置としては、衝撃力の大
きなものが好ましい。そのためには、上記のものを用い
ることもできるが、より好ましくはディスクミルを用い
る。ディスクミルは従来分析用試料を得るための粉砕装
置として使用されてきていた。本発明者らは、これを物
質合成のために使用することを提案するものである。通
常、ディスクミルはベッセル、リング、ストーンの３種
の組合せから構成され、ベッセルの容積として、５０ｃ
ｃ、１００ｃｃなどがある。材質は、タングステンカー
バイド、ステンレス、アルミナ、ジルコニアなどがあ
る。
【００２３】ディスクミルに仕込む粉体の量は、必ずし
も規定されないが、ベッセル容積の３０体積％前後が好
ましい。メカニカルアロイングを行う時間は仕込んだ酸
化鉄が殆ど消費されるまでの時間であり、原料の種類に
も依存するが、例えば２０〜６０分間が例示される。
も規定されないが、ベッセル容積の３０体積％前後が好
ましい。メカニカルアロイングを行う時間は仕込んだ酸
化鉄が殆ど消費されるまでの時間であり、原料の種類に
も依存するが、例えば２０〜６０分間が例示される。
【００２４】メカニカルアロイングにおける雰囲気ガス
圧力については、特に限定はない。またガス成分につい
ても、特に限定はされず、不活性ガス、酸素、窒素或い
はその混合ガスなどが例示される。メカニカルアロイン
グの際の温度についても特に限定はなく、通常、室温で
実施される。
圧力については、特に限定はない。またガス成分につい
ても、特に限定はされず、不活性ガス、酸素、窒素或い
はその混合ガスなどが例示される。メカニカルアロイン
グの際の温度についても特に限定はなく、通常、室温で
実施される。
【００２５】本発明において熱処理とは、β相二珪化鉄
の分解温度以下において一定時間保持することをいう。
置換用金属元素によって異なるが、例えば、８５０〜９
５０℃の温度範囲が挙げられる。この熱処理には、冷間
プレスしたものの焼成、ホットプレス、熱間静水圧プレ
スなどが含まれる。
の分解温度以下において一定時間保持することをいう。
置換用金属元素によって異なるが、例えば、８５０〜９
５０℃の温度範囲が挙げられる。この熱処理には、冷間
プレスしたものの焼成、ホットプレス、熱間静水圧プレ
スなどが含まれる。
【００２６】熱処理の雰囲気は真空下が好ましく、不活
性ガス、窒素、酸素或いはその混合ガスなども用いられ
る。
性ガス、窒素、酸素或いはその混合ガスなども用いられ
る。
【００２７】
【実施例】以下に実施例によって本発明をさらに詳細に
例示するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。また、以下の実施例において、熱処理された
形成体または粉末のＸ線回折（ＣuＫα線）によるε相
の存在割合は、β相（２θ＝２９．１）の回折強度を１
００としたときのε相（２θ＝４５．２）の回折強度の
割合を百分率表示したものである。
例示するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。また、以下の実施例において、熱処理された
形成体または粉末のＸ線回折（ＣuＫα線）によるε相
の存在割合は、β相（２θ＝２９．１）の回折強度を１
００としたときのε相（２θ＝４５．２）の回折強度の
割合を百分率表示したものである。
【００２８】実施例１ 三二酸化鉄粉末（高純度化学（株）製Fe2O3、純度９９.
９％、１μｍ）１６.３０ｇ、マンガン粉末（フルウチ
化学（株）製、純度９９．９％、粒径３００メッシュ以
下）０．５９ｇとシリコン粉末（レアメタリック社製、
純度９９．９９％、粒径１５０メッシュ以下）１８．１
２ｇをディスクミル（Ｈｅｒｚｏｇ社製、ベッセル１０
０ｃｃ、タングステンカーバイド製）に仕込み（Ｆｅ：
Ｍｎ：Ｓｉ＝０.９５：０.０５：３.０）、窒素置換後
に、１５分間ずつ３回メカニカルアロイング処理をし
た。得られた粉末をアルゴン中で９００℃、２時間焼成
し、再度ディスクミルに仕込んで、窒素置換後に１５分
間ずつ３回メカニカルアロイング処理をした。得られた
粉末８．００ｇをホットプレス機にて直径２０ｍｍ、高
さ９ｍｍに成形した（９００℃、２時間、圧力１．０ｔ
／ｃｍ２、雰囲気アルゴン）。得られた成形体の組成は
Ｘ線回析からβ相を主成分として、ε相は２３％であ
り、微量のSiO2が検出された。また成形体の密度は２．
７４３ｇ／ｃｍ2、７００℃における熱起電力（低温側
９９℃）は１６２ｍＶであった。
９％、１μｍ）１６.３０ｇ、マンガン粉末（フルウチ
化学（株）製、純度９９．９％、粒径３００メッシュ以
下）０．５９ｇとシリコン粉末（レアメタリック社製、
純度９９．９９％、粒径１５０メッシュ以下）１８．１
２ｇをディスクミル（Ｈｅｒｚｏｇ社製、ベッセル１０
０ｃｃ、タングステンカーバイド製）に仕込み（Ｆｅ：
Ｍｎ：Ｓｉ＝０.９５：０.０５：３.０）、窒素置換後
に、１５分間ずつ３回メカニカルアロイング処理をし
た。得られた粉末をアルゴン中で９００℃、２時間焼成
し、再度ディスクミルに仕込んで、窒素置換後に１５分
間ずつ３回メカニカルアロイング処理をした。得られた
粉末８．００ｇをホットプレス機にて直径２０ｍｍ、高
さ９ｍｍに成形した（９００℃、２時間、圧力１．０ｔ
／ｃｍ２、雰囲気アルゴン）。得られた成形体の組成は
Ｘ線回析からβ相を主成分として、ε相は２３％であ
り、微量のSiO2が検出された。また成形体の密度は２．
７４３ｇ／ｃｍ2、７００℃における熱起電力（低温側
９９℃）は１６２ｍＶであった。
【００２９】実施例２ 実施例１において、三二酸化鉄の代わりに四三酸化鉄粉
末（高純度化学（株）製Fe3O4、９９.９％、８０メッシ
ュ以下）１６.００ｇを用い、マンガン粉末０.６０ｇ、
シリコン粉末１８.３９ｇを用いたこと（Ｆｅ：Ｍｎ：
Ｓｉ＝０.９５：０.０５：３.０）以外は実施例１と同
様にして成形体を得た。得られた成形体の組成はＸ線回
折からβ相を主成分とし、ε相は１６％であり、微量の
Siが検出された。また成形体の密度は２.５８２ｇ／ｃ
ｍ3、７００℃における熱起電力（低温側５１℃）は１
６９ｍＶであった。
末（高純度化学（株）製Fe3O4、９９.９％、８０メッシ
ュ以下）１６.００ｇを用い、マンガン粉末０.６０ｇ、
シリコン粉末１８.３９ｇを用いたこと（Ｆｅ：Ｍｎ：
Ｓｉ＝０.９５：０.０５：３.０）以外は実施例１と同
様にして成形体を得た。得られた成形体の組成はＸ線回
折からβ相を主成分とし、ε相は１６％であり、微量の
Siが検出された。また成形体の密度は２.５８２ｇ／ｃ
ｍ3、７００℃における熱起電力（低温側５１℃）は１
６９ｍＶであった。
【００３０】比較例１（メカニカルアロイング処理をし
ない例） 実施例２と同様に原料粉末を秤量し、ガラスビーカー中
でよく混合した後、粉末８.００ｇを実施例２と同様に
ホットプレス機にて成形した。得られた成形体の組成は
SiとFe2SｉO4であり、珪化鉄は生成しなかった。成形体
の密度は２.７３１ｇ／ｃｍ3であった。
ない例） 実施例２と同様に原料粉末を秤量し、ガラスビーカー中
でよく混合した後、粉末８.００ｇを実施例２と同様に
ホットプレス機にて成形した。得られた成形体の組成は
SiとFe2SｉO4であり、珪化鉄は生成しなかった。成形体
の密度は２.７３１ｇ／ｃｍ3であった。
【００３１】比較例２（酸化鉄の代わりに鉄を用いる
例） 鉄粉末（高純度化学（株）製、純度９９.９％、粒径３
００メッシュ以下）１４.７８ｇ、マンガン粉末１.４４
ｇ、シリコン粉末１８.７８ｇをディスクミルに仕込み
（Ｆｅ：Ｍｎ：Ｓｉ＝０.９１：０.０９：２.３）、窒
素置換後に、１５分間ずつ３回メカニカルアロイング処
理をした。得られた粉末８.００ｇをホットプレス機に
て直径２０ｍｍ，高さ９ｍｍに成形した（９００℃、２
時間、圧力１.０ｔ／ｃｍ2、雰囲気アルゴン）。得られ
た成形体の組成はＸ線回折からβ相を主成分として、ε
相は１％であり、ＳｉＯ2は検出されなかった。また成
形体の密度は３.８０５ｇ／ｃｍ3、７００℃における熱
起電力（低温側６７℃）は、１５３ｍＶであった。
例） 鉄粉末（高純度化学（株）製、純度９９.９％、粒径３
００メッシュ以下）１４.７８ｇ、マンガン粉末１.４４
ｇ、シリコン粉末１８.７８ｇをディスクミルに仕込み
（Ｆｅ：Ｍｎ：Ｓｉ＝０.９１：０.０９：２.３）、窒
素置換後に、１５分間ずつ３回メカニカルアロイング処
理をした。得られた粉末８.００ｇをホットプレス機に
て直径２０ｍｍ，高さ９ｍｍに成形した（９００℃、２
時間、圧力１.０ｔ／ｃｍ2、雰囲気アルゴン）。得られ
た成形体の組成はＸ線回折からβ相を主成分として、ε
相は１％であり、ＳｉＯ2は検出されなかった。また成
形体の密度は３.８０５ｇ／ｃｍ3、７００℃における熱
起電力（低温側６７℃）は、１５３ｍＶであった。
【００３２】
【発明の効果】本発明方法によれば、高温溶融を要せ
ず、また熱処理も比較的低温でよいために生産効率が著
しく向上し、安価な原料を用いることができる。また、
得られた二珪化鉄はε相が少なく、熱起電力が高いもの
であり、熱電特性材料として好適なものである。
ず、また熱処理も比較的低温でよいために生産効率が著
しく向上し、安価な原料を用いることができる。また、
得られた二珪化鉄はε相が少なく、熱起電力が高いもの
であり、熱電特性材料として好適なものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２３Ｃ 26/00 Ｃ２３Ｃ 26/00 Ｃ Ｈ０１Ｌ 35/14 Ｈ０１Ｌ 35/14
Claims (4)
- 【請求項１】酸化鉄とシリコンとを含む粉末をメカニカ
ルアロイングし、次いで熱処理することを特徴とするβ
相二珪化鉄の製造方法。 - 【請求項２】酸化鉄とシリコンとを含む粉末における鉄
とシリコンの原子比が、１：２.２を超え１：３.５以下
であることを特徴とする請求項１記載のβ相二珪化鉄の
製造方法。 - 【請求項３】原料の酸化鉄またはシリコンの一部分の代
りに置換用金属元素が添加された原料を用いることを特
徴とする請求項１または２記載のβ相二珪化鉄の製造方
法。 - 【請求項４】メカニカルアロイングを、ディスクミルを
用いて行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載のβ相二珪化鉄の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9045939A JPH10237671A (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 二珪化鉄の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9045939A JPH10237671A (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 二珪化鉄の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10237671A true JPH10237671A (ja) | 1998-09-08 |
Family
ID=12733255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9045939A Pending JPH10237671A (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 二珪化鉄の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10237671A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004024626A1 (ja) * | 2002-09-11 | 2004-03-25 | Nikko Materials Co., Ltd. | 珪化鉄粉末及びその製造方法 |
| KR100753332B1 (ko) * | 2002-09-11 | 2007-08-29 | 닛코킨조쿠 가부시키가이샤 | 규화철 분말 및 그 제조방법 |
| US7972583B2 (en) | 2002-09-11 | 2011-07-05 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Iron silicide sputtering target and method for production thereof |
-
1997
- 1997-02-28 JP JP9045939A patent/JPH10237671A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004024626A1 (ja) * | 2002-09-11 | 2004-03-25 | Nikko Materials Co., Ltd. | 珪化鉄粉末及びその製造方法 |
| JP2004099392A (ja) * | 2002-09-11 | 2004-04-02 | Nikko Materials Co Ltd | 珪化鉄粉末及びその製造方法 |
| KR100753332B1 (ko) * | 2002-09-11 | 2007-08-29 | 닛코킨조쿠 가부시키가이샤 | 규화철 분말 및 그 제조방법 |
| JP4526758B2 (ja) * | 2002-09-11 | 2010-08-18 | 日鉱金属株式会社 | 珪化鉄粉末及びその製造方法 |
| US7972583B2 (en) | 2002-09-11 | 2011-07-05 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Iron silicide sputtering target and method for production thereof |
| US8173093B2 (en) | 2002-09-11 | 2012-05-08 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Iron silicide sputtering target and method for production thereof |
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