JPH1041556A - 多孔質熱電半導体及びその製造方法 - Google Patents
多孔質熱電半導体及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH1041556A JPH1041556A JP8195970A JP19597096A JPH1041556A JP H1041556 A JPH1041556 A JP H1041556A JP 8195970 A JP8195970 A JP 8195970A JP 19597096 A JP19597096 A JP 19597096A JP H1041556 A JPH1041556 A JP H1041556A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 空隙率を任意に調整できる多孔質熱電半導体
及びその製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 温度差により熱を直接電気に変換する熱
電半導体を製造する方法において、多孔質を有する有機
物質又は加熱処理により多孔質を有する有機物質と熱電
半導体原料スラリーを混合成形し、焼結時に多孔質を有
する有機物質又は加熱処理により多孔質を有する有機物
質を除去することを特徴とする。
及びその製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 温度差により熱を直接電気に変換する熱
電半導体を製造する方法において、多孔質を有する有機
物質又は加熱処理により多孔質を有する有機物質と熱電
半導体原料スラリーを混合成形し、焼結時に多孔質を有
する有機物質又は加熱処理により多孔質を有する有機物
質を除去することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多孔質熱電半導体
及びその製造方法に関する。詳しくは、熱を直接電気に
変換する熱電半導体発電において、輻射伝熱体としての
役割を持ち、ゴミ焼却炉の空気及び燃料余熱器としての
役割も持つ多孔質化した熱電半導体に関するものであ
る。更には、ボイラ等の燃焼器の余熱器にも適用可能で
ある。
及びその製造方法に関する。詳しくは、熱を直接電気に
変換する熱電半導体発電において、輻射伝熱体としての
役割を持ち、ゴミ焼却炉の空気及び燃料余熱器としての
役割も持つ多孔質化した熱電半導体に関するものであ
る。更には、ボイラ等の燃焼器の余熱器にも適用可能で
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、多孔質熱電半導体は、粒径の大き
な（１００μｍ以上）粒子を成形し、焼結することで得
られていた。従来方法の多孔質熱電半導体の構造を図２
に示す。同図に示すように、大きさ約０．２ｍｍの熱電
半導体粒子１０１を加圧成形し、空隙１０２を有する多
孔質熱電半導体を得ていた。
な（１００μｍ以上）粒子を成形し、焼結することで得
られていた。従来方法の多孔質熱電半導体の構造を図２
に示す。同図に示すように、大きさ約０．２ｍｍの熱電
半導体粒子１０１を加圧成形し、空隙１０２を有する多
孔質熱電半導体を得ていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の方法で
は、熱電半導体粒子１０１の隙間の空隙１０２により、
多孔質となっているが、空隙率を任意に制御できないと
いう不都合があった。本発明は、上記従来技術に鑑みて
なされたものであり、空隙率を任意に調整できる多孔質
熱電半導体及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
は、熱電半導体粒子１０１の隙間の空隙１０２により、
多孔質となっているが、空隙率を任意に制御できないと
いう不都合があった。本発明は、上記従来技術に鑑みて
なされたものであり、空隙率を任意に調整できる多孔質
熱電半導体及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】任意の空隙率を得るため
に、多孔質を有する有機物質又は加熱処理により多孔質
を有する有機物質を熱電半導体スラリーと混合成形する
ことで成形体を得る。ここで、加熱処理により多孔質を
有する有機物質を使用する場合、成型時に加熱させて発
泡させて成形体を得る。更に、高温で焼結させる際、多
孔質を有する有機物質を除去して多孔質熱電半導体を得
る。
に、多孔質を有する有機物質又は加熱処理により多孔質
を有する有機物質を熱電半導体スラリーと混合成形する
ことで成形体を得る。ここで、加熱処理により多孔質を
有する有機物質を使用する場合、成型時に加熱させて発
泡させて成形体を得る。更に、高温で焼結させる際、多
孔質を有する有機物質を除去して多孔質熱電半導体を得
る。
【０００５】〔作用〕多孔質を有する有機物質又は加熱
処理により多孔質を有する有機物質を熱電半導体に混合
させることにより、この混合率を制御して、任意の空隙
率を持つ多孔質熱電半導体を得ることができる。
処理により多孔質を有する有機物質を熱電半導体に混合
させることにより、この混合率を制御して、任意の空隙
率を持つ多孔質熱電半導体を得ることができる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明について、図面に示す実施例を
参照して詳細に説明する。本発明の一実施例に係る多孔
質熱電半導体を図１に示す。同図に示すように、この多
孔質熱電半導体は、熱電半導体焼結部分０１と多数の空
隙０２が混在してなるものである。
参照して詳細に説明する。本発明の一実施例に係る多孔
質熱電半導体を図１に示す。同図に示すように、この多
孔質熱電半導体は、熱電半導体焼結部分０１と多数の空
隙０２が混在してなるものである。
【０００７】熱電半導体焼結部分０１は、熱電半導体粒
子と水を混合し泥状の高粘性状態にした熱電半導体原料
スラリーを焼結したものである。熱電半導体粒子は、平
均粒径１００μｍ以下のものである。空隙０２は、発泡
有機物質を除去して形成されたものである。空隙０２の
大きさは直径１〜４ｍｍである。このような多孔質熱電
半導体は、次のようにして製造される。但し、ここで
は、多孔質熱電半導体ＦeＳi2を例にして説明を行う。
子と水を混合し泥状の高粘性状態にした熱電半導体原料
スラリーを焼結したものである。熱電半導体粒子は、平
均粒径１００μｍ以下のものである。空隙０２は、発泡
有機物質を除去して形成されたものである。空隙０２の
大きさは直径１〜４ｍｍである。このような多孔質熱電
半導体は、次のようにして製造される。但し、ここで
は、多孔質熱電半導体ＦeＳi2を例にして説明を行う。
【０００８】〔製造方法１〕予め、ＦeとＳiが化学量論
比で１：２となるように秤量し、ｐ型の場合にはＭn
を、ｎ型にする場合にはＣoを１〜３ｗｔ％添加したも
のを真空溶解してインゴットを得る。
比で１：２となるように秤量し、ｐ型の場合にはＭn
を、ｎ型にする場合にはＣoを１〜３ｗｔ％添加したも
のを真空溶解してインゴットを得る。
【０００９】次に、得られたインゴットをスタンプミル
で粉砕し、７５μｍ以下のふるいで得られたものを原料
熱電半導体粉とする。引き続き、得られた熱電半導体粉
３００ｇに水を２００ｇ添加し、更に、乾燥後の強度保
持の為に結着材（ポリビニルアルコール）を３ｗｔ％
（ここでは、１５ｇ）を混合して熱電半導体原料スラリ
ーを得る。
で粉砕し、７５μｍ以下のふるいで得られたものを原料
熱電半導体粉とする。引き続き、得られた熱電半導体粉
３００ｇに水を２００ｇ添加し、更に、乾燥後の強度保
持の為に結着材（ポリビニルアルコール）を３ｗｔ％
（ここでは、１５ｇ）を混合して熱電半導体原料スラリ
ーを得る。
【００１０】その後、熱電半導体原料スラリーに多孔質
を有する有機物質として直径２ｍｍの発泡スチロール球
を、体積比１：１になるように混合し、円筒形の型に鋳
込み、更に乾燥させて成形体を得る。更に、この成形体
をアルゴン雰囲気で１４７３Ｋで３時間保持すること
で、発泡スチロールを除去して空隙を形成し、多孔質熱
電半導体の焼結体を得る。この多孔質熱電半導体ＦeＳi
2は、半導体化熱処理として、大気中１０６３Ｋで１０
０時間熱処理をした。
を有する有機物質として直径２ｍｍの発泡スチロール球
を、体積比１：１になるように混合し、円筒形の型に鋳
込み、更に乾燥させて成形体を得る。更に、この成形体
をアルゴン雰囲気で１４７３Ｋで３時間保持すること
で、発泡スチロールを除去して空隙を形成し、多孔質熱
電半導体の焼結体を得る。この多孔質熱電半導体ＦeＳi
2は、半導体化熱処理として、大気中１０６３Ｋで１０
０時間熱処理をした。
【００１１】〔製造方法２〕予め、ＦeとＳiが化学量論
比で１：２となるように秤量し、ｐ型の場合にはＭn
を、ｎ型にする場合にはＣoを１〜３ｗｔ％添加したも
のを真空溶解してインゴットを得る。次に、得られたイ
ンゴットをスタンプミルで粉砕し、７５μｍ以下のふる
いで得られたものを原料熱電半導体粉とする。
比で１：２となるように秤量し、ｐ型の場合にはＭn
を、ｎ型にする場合にはＣoを１〜３ｗｔ％添加したも
のを真空溶解してインゴットを得る。次に、得られたイ
ンゴットをスタンプミルで粉砕し、７５μｍ以下のふる
いで得られたものを原料熱電半導体粉とする。
【００１２】引き続き、得られた熱電半導体粉３００ｇ
に水を２００ｇ添加し、更に、乾燥後の強度保持の為に
結着材（ポリビニルアルコール）を３ｗｔ％（ここで
は、１５ｇ）を混合して熱電半導体原料スラリーを得
る。
に水を２００ｇ添加し、更に、乾燥後の強度保持の為に
結着材（ポリビニルアルコール）を３ｗｔ％（ここで
は、１５ｇ）を混合して熱電半導体原料スラリーを得
る。
【００１３】その後、熱電半導体原料スラリーに加熱す
ることにより多孔質を有する有機物質として未発泡スチ
ロール球を３ｗｔ％混合し、円筒形の１００℃に加熱し
た型に鋳込み、その際に発泡させる。更に乾燥させて成
形体を得る。
ることにより多孔質を有する有機物質として未発泡スチ
ロール球を３ｗｔ％混合し、円筒形の１００℃に加熱し
た型に鋳込み、その際に発泡させる。更に乾燥させて成
形体を得る。
【００１４】更に、この成形体をアルゴン雰囲気で１４
７３Ｋで３時間保持することで、鋳込み時に発泡した発
泡スチロールを除去して空隙を形成し、多孔質熱電半導
体の焼結体を得る。この多孔質熱電半導体ＦeＳi2は、
半導体化熱処理として、大気中１０６３Ｋで１００時間
熱処理をした。
７３Ｋで３時間保持することで、鋳込み時に発泡した発
泡スチロールを除去して空隙を形成し、多孔質熱電半導
体の焼結体を得る。この多孔質熱電半導体ＦeＳi2は、
半導体化熱処理として、大気中１０６３Ｋで１００時間
熱処理をした。
【００１５】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明では、多孔質を有する有機物質又は加
熱処理により多孔質を有する有機物質を熱電半導体に混
合させることにより、この混合率を制御して、任意の空
隙率を持つ多孔質熱電半導体を得ることができる。具体
的には、従来法が約１〜２０％の空隙率を有しているの
に対し、本発明は任意量の発泡物質を投入することによ
り、１〜６０％まで空隙率を制御できる。
たように、本発明では、多孔質を有する有機物質又は加
熱処理により多孔質を有する有機物質を熱電半導体に混
合させることにより、この混合率を制御して、任意の空
隙率を持つ多孔質熱電半導体を得ることができる。具体
的には、従来法が約１〜２０％の空隙率を有しているの
に対し、本発明は任意量の発泡物質を投入することによ
り、１〜６０％まで空隙率を制御できる。
【図１】本発明の一実施例に係る多孔質熱電半導体の構
成図である。
成図である。
【図２】従来の製造方法による熱電半導体の構造図であ
る。
る。
０１ 熱電半導体原料スラリーが焼結して成形された部
分 ０２ 発泡有機物質が除去された空隙
分 ０２ 発泡有機物質が除去された空隙
Claims (3)
- 【請求項１】 温度差により熱を直接電気に変換する熱
電半導体において、多孔質を有する有機物質又は加熱処
理により多孔質を有する有機物質と熱電半導体原料スラ
リーを混合成形し、焼結時に多孔質を有する有機物質又
は加熱処理により多孔質を有する有機物質を除去するこ
とで得られることを特徴とする多孔質熱電半導体。 - 【請求項２】 温度差により熱を直接電気に変換する熱
電半導体を製造する方法において、多孔質を有する有機
物質と熱電半導体原料スラリーを混合成形する工程と、
焼結時に多孔質を有する有機物質を除去する工程とを含
むことを特徴とする多孔質熱電半導体の製造方法。 - 【請求項３】 温度差により熱を直接電気に変換する熱
電半導体を製造する方法において、加熱処理により多孔
質を有する有機物質と熱電半導体原料スラリーを混合成
形する工程と、成形時に該有機物質を加熱処理により発
泡させて多孔質とする工程と、焼結時に多孔質を有する
有機物質を除去する工程とを含むことを特徴とする多孔
質熱電半導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8195970A JPH1041556A (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | 多孔質熱電半導体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8195970A JPH1041556A (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | 多孔質熱電半導体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1041556A true JPH1041556A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=16350033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8195970A Pending JPH1041556A (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | 多孔質熱電半導体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1041556A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000073712A3 (de) * | 1999-06-01 | 2001-08-23 | Vtv Verfahrenstech Verwaltung | Verfahren und vorrichtung zur gestaltung von thermoschenkeln mit schaumstrukturanteilen |
| KR20040041816A (ko) * | 2002-11-12 | 2004-05-20 | 최성조 | 고분자 복합체를 이용한 다공성 금속 소결체의 제조방법 |
| JPWO2005091393A1 (ja) * | 2004-03-22 | 2008-05-22 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 多孔質熱電材料及びその製造方法 |
| WO2010003629A3 (en) * | 2008-07-08 | 2010-05-27 | Max-Planck-Gesellschaft Zur Förderung Der Wissenschaft E. V. | Thermoelectric apparatus and methods of manufacturing the same |
| EP2447233A1 (en) | 2010-10-27 | 2012-05-02 | Corning Incorporated | Tin oxide-based thermoelectric materials |
| WO2015001865A1 (ja) * | 2013-07-03 | 2015-01-08 | 富士フイルム株式会社 | 熱電変換層の製造方法、熱電変換素子 |
| KR101537974B1 (ko) * | 2009-02-10 | 2015-07-21 | 경북대학교 산학협력단 | 다공성 유기 열전소자 |
| WO2017119549A1 (ko) * | 2016-01-04 | 2017-07-13 | 한국기계연구원 | 전기화학공정을 이용한 유기-무기 복합 반도체 소자 및 이의 제조방법 |
| CN109545951A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-03-29 | 清华大学深圳研究生院 | 一种有机热电器件模板及其制备方法和一种热电器件 |
-
1996
- 1996-07-25 JP JP8195970A patent/JPH1041556A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000073712A3 (de) * | 1999-06-01 | 2001-08-23 | Vtv Verfahrenstech Verwaltung | Verfahren und vorrichtung zur gestaltung von thermoschenkeln mit schaumstrukturanteilen |
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| JP4839430B2 (ja) * | 2004-03-22 | 2011-12-21 | 国立大学法人九州大学 | 多孔質熱電材料の製造方法 |
| WO2010003629A3 (en) * | 2008-07-08 | 2010-05-27 | Max-Planck-Gesellschaft Zur Förderung Der Wissenschaft E. V. | Thermoelectric apparatus and methods of manufacturing the same |
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| WO2012057968A1 (en) | 2010-10-27 | 2012-05-03 | Corning Incorporated | Tin oxide-based thermoelectric material |
| EP2447233A1 (en) | 2010-10-27 | 2012-05-02 | Corning Incorporated | Tin oxide-based thermoelectric materials |
| WO2015001865A1 (ja) * | 2013-07-03 | 2015-01-08 | 富士フイルム株式会社 | 熱電変換層の製造方法、熱電変換素子 |
| JP2015029056A (ja) * | 2013-07-03 | 2015-02-12 | 富士フイルム株式会社 | 熱電変換層の製造方法、熱電変換素子 |
| CN105359286A (zh) * | 2013-07-03 | 2016-02-24 | 富士胶片株式会社 | 热电转换层的制造方法及热电转换元件 |
| CN105359286B (zh) * | 2013-07-03 | 2017-08-08 | 富士胶片株式会社 | 热电转换层的制造方法及热电转换元件 |
| WO2017119549A1 (ko) * | 2016-01-04 | 2017-07-13 | 한국기계연구원 | 전기화학공정을 이용한 유기-무기 복합 반도체 소자 및 이의 제조방법 |
| CN109545951A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-03-29 | 清华大学深圳研究生院 | 一种有机热电器件模板及其制备方法和一种热电器件 |
| CN109545951B (zh) * | 2018-11-16 | 2023-02-03 | 清华大学深圳研究生院 | 一种有机热电器件模板及其制备方法和一种热电器件 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031111 |