JPH1070318A - 熱電材料成形体の製造方法 - Google Patents
熱電材料成形体の製造方法Info
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- JPH1070318A JPH1070318A JP8224820A JP22482096A JPH1070318A JP H1070318 A JPH1070318 A JP H1070318A JP 8224820 A JP8224820 A JP 8224820A JP 22482096 A JP22482096 A JP 22482096A JP H1070318 A JPH1070318 A JP H1070318A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 予備成形体の形成及び予備成形体の加圧焼結
を、真空又は不活性ガス又は窒素ガス雰囲気の如き無酸
素雰囲気設備を具えたプレス装置を使用して行なう場合
と同じ様に、酸素による酸化の影響を受けることなく、
材料本来の熱電性能指数を具備した熱電材料成形体を製
造する方法を提供する。 【解決手段】 熱電材料用原料混合粉末２を無酸素雰囲
気チャンバー６の中で金型１に装填し、混合粉末の上に
プレート部材３とパンチ４を載置した後、金型全体をガ
ス遮断性袋状容器７の中に入れて密閉する。次に、袋状
容器で密閉された金型を無酸素雰囲気チャンバーから取
り出してプレスし、予備成形体２ａを形成する。次に、
予備成形体を金型ごと加熱した後、予備成形体をプレス
して熱電材料成形体２ｂを形成する。
を、真空又は不活性ガス又は窒素ガス雰囲気の如き無酸
素雰囲気設備を具えたプレス装置を使用して行なう場合
と同じ様に、酸素による酸化の影響を受けることなく、
材料本来の熱電性能指数を具備した熱電材料成形体を製
造する方法を提供する。 【解決手段】 熱電材料用原料混合粉末２を無酸素雰囲
気チャンバー６の中で金型１に装填し、混合粉末の上に
プレート部材３とパンチ４を載置した後、金型全体をガ
ス遮断性袋状容器７の中に入れて密閉する。次に、袋状
容器で密閉された金型を無酸素雰囲気チャンバーから取
り出してプレスし、予備成形体２ａを形成する。次に、
予備成形体を金型ごと加熱した後、予備成形体をプレス
して熱電材料成形体２ｂを形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、粉末金属焼結法に
より、原料粉末から熱電材料成形体を作製する方法に関
するものである。
より、原料粉末から熱電材料成形体を作製する方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｂｉ(ビスマス)、Ｔｅ(テルル)、Ｓｂ
(アンチモン)、Ｓｅ(セレン)等の金属間化合物半導体で
ある熱電材料は、室温から約３００℃までの低温域です
ぐれた熱電特性を有し、電子部品冷却用、理化学機器恒
温装置、低温廃熱利用発電等の種々用途に使用されてい
る。
(アンチモン)、Ｓｅ(セレン)等の金属間化合物半導体で
ある熱電材料は、室温から約３００℃までの低温域です
ぐれた熱電特性を有し、電子部品冷却用、理化学機器恒
温装置、低温廃熱利用発電等の種々用途に使用されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この熱電材料は、金属
原料を混合溶解した後徐冷し結晶化させたインゴットの
状態では、結晶ｃ軸に直角方向の機械的強度が弱く、歩
留りが悪い問題がある。このため、粉末冶金の手法を導
入して、インゴットを一旦粉砕して原料粉末とし、ホッ
トプレス装置のプレス金型に入れて昇温し、同時に加圧
して焼結することにより、所定強度を具備した熱電材料
成形体に形成する方法が知られている。しかし、前記方
法においては、大気雰囲気中でプレスを行なうと、原料
粉末が空気と接触し、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｓｂ、Ｓｅの酸化物
が形成され、熱電性能に悪影響を及ぼし熱電性能指数が
低下する。ホットプレスを、真空中又は不活性ガス又は
窒素ガス雰囲気の如き無酸素雰囲気下で実施すれば酸化
の問題は解消されるが、熱電材料を量産する場合、プレ
ス装置全体を無酸素雰囲気にするために大掛かりな設備
を必要とし、作業効率も悪い。このため、安価に量産で
きる製造方法が望まれている。
原料を混合溶解した後徐冷し結晶化させたインゴットの
状態では、結晶ｃ軸に直角方向の機械的強度が弱く、歩
留りが悪い問題がある。このため、粉末冶金の手法を導
入して、インゴットを一旦粉砕して原料粉末とし、ホッ
トプレス装置のプレス金型に入れて昇温し、同時に加圧
して焼結することにより、所定強度を具備した熱電材料
成形体に形成する方法が知られている。しかし、前記方
法においては、大気雰囲気中でプレスを行なうと、原料
粉末が空気と接触し、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｓｂ、Ｓｅの酸化物
が形成され、熱電性能に悪影響を及ぼし熱電性能指数が
低下する。ホットプレスを、真空中又は不活性ガス又は
窒素ガス雰囲気の如き無酸素雰囲気下で実施すれば酸化
の問題は解消されるが、熱電材料を量産する場合、プレ
ス装置全体を無酸素雰囲気にするために大掛かりな設備
を必要とし、作業効率も悪い。このため、安価に量産で
きる製造方法が望まれている。
【０００４】本発明の目的は、熱電材料成形体の製造に
おいて、ホットプレス装置に、無酸素雰囲気にするため
の設備をわざわざ設けなくても、無酸素雰囲気設備を設
けたホットプレス装置の下で行なうのと同じ様に、熱電
材料と酸素が実質的に反応することのない熱電材料の製
造方法を提供することである。
おいて、ホットプレス装置に、無酸素雰囲気にするため
の設備をわざわざ設けなくても、無酸素雰囲気設備を設
けたホットプレス装置の下で行なうのと同じ様に、熱電
材料と酸素が実質的に反応することのない熱電材料の製
造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にかかる熱電材料成形体の製造方法は、無酸
素雰囲気チャンバー内で、原料混合粉末を金型に装填し
た後密閉し、その密閉状態を実質的に維持したまま無酸
素雰囲気から取り出してプレスすることにより予備成形
体を形成し、該予備成形体を加圧焼結して成形体に形成
するようにしたものである。
に、本発明にかかる熱電材料成形体の製造方法は、無酸
素雰囲気チャンバー内で、原料混合粉末を金型に装填し
た後密閉し、その密閉状態を実質的に維持したまま無酸
素雰囲気から取り出してプレスすることにより予備成形
体を形成し、該予備成形体を加圧焼結して成形体に形成
するようにしたものである。
【０００６】より具体的には、高純度原料粉末を真空又
は不活性ガス又は窒素ガス雰囲気の如き無酸素雰囲気中
で粉砕混合し、得られた原料混合粉末を同じく無酸素雰
囲気のチャンバー内で金型に装填し、混合粉末の上に望
ましくはプレート部材とパンチを載置した後、金型全体
をガス遮断性材料の容器に収容することにより、混合粉
末が実質的に空気と接触しない状態を作り出す。次に、
ガス遮断性材料の容器に収容された金型を無酸素雰囲気
チャンバーから取り出し、プレス装置により、ガス遮断
性材料の容器の外部からパンチ及びプレート部材を押圧
し、混合粉末を予備成形体に形成する。次に、ガス遮断
性材料の容器を取り除いた後、望ましくは、少なくとも
プレート部材を載せたまま金型ごと加熱し、所定温度に
加熱された予備成形体をさらにプレスして緻密な熱電材
料成形体を形成するようにしたものである。
は不活性ガス又は窒素ガス雰囲気の如き無酸素雰囲気中
で粉砕混合し、得られた原料混合粉末を同じく無酸素雰
囲気のチャンバー内で金型に装填し、混合粉末の上に望
ましくはプレート部材とパンチを載置した後、金型全体
をガス遮断性材料の容器に収容することにより、混合粉
末が実質的に空気と接触しない状態を作り出す。次に、
ガス遮断性材料の容器に収容された金型を無酸素雰囲気
チャンバーから取り出し、プレス装置により、ガス遮断
性材料の容器の外部からパンチ及びプレート部材を押圧
し、混合粉末を予備成形体に形成する。次に、ガス遮断
性材料の容器を取り除いた後、望ましくは、少なくとも
プレート部材を載せたまま金型ごと加熱し、所定温度に
加熱された予備成形体をさらにプレスして緻密な熱電材
料成形体を形成するようにしたものである。
【０００７】プレート部材は、粉末に対して均一な力が
加わるように、また粉末成形後は空気のバリヤ手段とし
ての役割を果たせるようにするために、金型内を摺動で
きる範囲内でできるだけ金型内径に近い寸法のものを使
用するのが好ましい。なお、プレート部材は、必要に応
じてその載置を省略することもできる。プレート部材を
省略する場合、パンチの外径を金型の内径にできるだけ
近い寸法にすることが望ましい。プレート部材を載置す
る場合、パンチは、混合粉末をガス遮断製材料の容器で
密閉状態にした後で容器の外部からプレート部材の上に
載置してもよいし、或はプレス装置に取り付けてもよ
い。
加わるように、また粉末成形後は空気のバリヤ手段とし
ての役割を果たせるようにするために、金型内を摺動で
きる範囲内でできるだけ金型内径に近い寸法のものを使
用するのが好ましい。なお、プレート部材は、必要に応
じてその載置を省略することもできる。プレート部材を
省略する場合、パンチの外径を金型の内径にできるだけ
近い寸法にすることが望ましい。プレート部材を載置す
る場合、パンチは、混合粉末をガス遮断製材料の容器で
密閉状態にした後で容器の外部からプレート部材の上に
載置してもよいし、或はプレス装置に取り付けてもよ
い。
【０００８】ガス遮断性材料からなる容器は、やや厚手
のビニール袋のような不定形の容器でもよいし、金属製
で一部が摺動可能な立体形状の容器でもよい。
のビニール袋のような不定形の容器でもよいし、金属製
で一部が摺動可能な立体形状の容器でもよい。
【０００９】
【作用】原料混合粉末は金型に装填された後、無酸素雰
囲気のチャンバーの中で、金型全体がガス遮断製材料の
容器の中に収容されるので、容器を無酸素雰囲気のチャ
ンバーから取り出しても金型内の粉末は酸素と接触する
ことはない。無酸素雰囲気チャンバーから取り出した容
器の外部からプレスを行なうと、金型内部の粉末は酸素
と接触することなく、予備成形体が形成される。一旦、
室温にて予備成形体が形成された後、緻密化された材料
層がバリヤとなり、酸素の予備成形体内部への侵入は防
止される。その後の加熱工程、成形体形成工程でも、熱
電材料成形体内部においては酸素による酸化の影響を受
けることなく焼結が行なわれる。なお、原料混合粉末の
上に載置したプレート部材又はパンチは、予備成形体の
形成後、加熱工程、成形体形成工程にもそのまま載置し
ておくと、酸素の成形体内部への侵入を防止するバリヤ
手段となる利点がある。
囲気のチャンバーの中で、金型全体がガス遮断製材料の
容器の中に収容されるので、容器を無酸素雰囲気のチャ
ンバーから取り出しても金型内の粉末は酸素と接触する
ことはない。無酸素雰囲気チャンバーから取り出した容
器の外部からプレスを行なうと、金型内部の粉末は酸素
と接触することなく、予備成形体が形成される。一旦、
室温にて予備成形体が形成された後、緻密化された材料
層がバリヤとなり、酸素の予備成形体内部への侵入は防
止される。その後の加熱工程、成形体形成工程でも、熱
電材料成形体内部においては酸素による酸化の影響を受
けることなく焼結が行なわれる。なお、原料混合粉末の
上に載置したプレート部材又はパンチは、予備成形体の
形成後、加熱工程、成形体形成工程にもそのまま載置し
ておくと、酸素の成形体内部への侵入を防止するバリヤ
手段となる利点がある。
【００１０】
【発明の実施の形態】所定の金属粉末を、ｎ型熱電材料
(例えば、Ｂｉ−Ｔｅ−Ｓｅ合金)、又はｐ型熱電材料
(例えば、Ｂｉ−Ｔｅ−Ｓｂ合金)を構成するように化学
量論比通りに秤量する。この秤量は真空又は不活性ガス
又は窒素ガス雰囲気中で行なう。不活性ガスとは、例え
ばアルゴンガスであるが、これに限定されるものではな
い。ｎ型熱電材料の例として、(Ｂｉ2Ｔｅ3)1-x(Ｂｉ2
Ｓｅ3)xであってｘが０.０５〜０.１５のもの、ｐ型熱
電材料の例として、(Ｂｉ2Ｔｅ3)1-x(Ｓｂ2Ｔｅ3)xであ
ってｘが０.７０〜０.９０のものを挙げることができる
が、これらに限定されるものでない。
(例えば、Ｂｉ−Ｔｅ−Ｓｅ合金)、又はｐ型熱電材料
(例えば、Ｂｉ−Ｔｅ−Ｓｂ合金)を構成するように化学
量論比通りに秤量する。この秤量は真空又は不活性ガス
又は窒素ガス雰囲気中で行なう。不活性ガスとは、例え
ばアルゴンガスであるが、これに限定されるものではな
い。ｎ型熱電材料の例として、(Ｂｉ2Ｔｅ3)1-x(Ｂｉ2
Ｓｅ3)xであってｘが０.０５〜０.１５のもの、ｐ型熱
電材料の例として、(Ｂｉ2Ｔｅ3)1-x(Ｓｂ2Ｔｅ3)xであ
ってｘが０.７０〜０.９０のものを挙げることができる
が、これらに限定されるものでない。
【００１１】この原料粉末金属を高エネルギー型ボール
ミル又は転動ボールミルの中で粉砕しながら混合し、平
均粒子径が約１０μm以下の混合粉末を調製する。この
混合も、真空又は不活性ガス又は窒素ガス雰囲気中で行
なう。
ミル又は転動ボールミルの中で粉砕しながら混合し、平
均粒子径が約１０μm以下の混合粉末を調製する。この
混合も、真空又は不活性ガス又は窒素ガス雰囲気中で行
なう。
【００１２】この混合粉末を、真空中又は不活性ガス又
は窒素ガス雰囲気の如き無酸素雰囲気中で金型の中に装
填する。図１を参照すると、(1)は金型、(2)は混合粉末
であり、(6)は無酸素雰囲気のチャンバーである。金型
(1)の中に混合粉末(2)を装填した後、プレート部材(3)
とパンチ(4)を載置する。プレート部材(3)は、外径が金
型(1)の内径の略近い寸法であるが、金型(1)の内径に
は、潤滑性にすぐれる離型剤(例えば、ＢＮ)が塗布され
ているので、プレート部材(3)は金型(1)の内部を摺動可
能である。次に、混合粉末(2)、プレート部材(3)及びパ
ンチ(4)を含む金型全体をガス遮断性材料からなる不定
形の袋状容器(7)の中に入れて、金型全体が袋状容器(7)
で覆われるようにする。袋状容器(7)として、例えば市
販されている厚手のビニール袋を使用することができ
る。
は窒素ガス雰囲気の如き無酸素雰囲気中で金型の中に装
填する。図１を参照すると、(1)は金型、(2)は混合粉末
であり、(6)は無酸素雰囲気のチャンバーである。金型
(1)の中に混合粉末(2)を装填した後、プレート部材(3)
とパンチ(4)を載置する。プレート部材(3)は、外径が金
型(1)の内径の略近い寸法であるが、金型(1)の内径に
は、潤滑性にすぐれる離型剤(例えば、ＢＮ)が塗布され
ているので、プレート部材(3)は金型(1)の内部を摺動可
能である。次に、混合粉末(2)、プレート部材(3)及びパ
ンチ(4)を含む金型全体をガス遮断性材料からなる不定
形の袋状容器(7)の中に入れて、金型全体が袋状容器(7)
で覆われるようにする。袋状容器(7)として、例えば市
販されている厚手のビニール袋を使用することができ
る。
【００１３】次に、袋状容器(7)に収容された金型を無
酸素雰囲気のチャンバー(6)から取り出し、プレス装置
の作業ステーションまで移動させ、袋状容器(7)の外部
から力を加え、パンチ(4)によりプレート部材(3)を押圧
し、粉末(2)を予備成形体(2a)に形成する(図２参照)。
なお、(2)は必ずしも全てが粉末である必要はなく、熱
電材料粉末と電極材料金属板を層状に重ねたものでもよ
い。常温でのプレスは、圧力１０００kgf/cm2以上の条
件で行ない、プレス時間は約３分以内が適当である。な
お、圧力は３０００kgf/cm2以上がより望ましく、プレ
ス時間は１分以内がより望ましい。
酸素雰囲気のチャンバー(6)から取り出し、プレス装置
の作業ステーションまで移動させ、袋状容器(7)の外部
から力を加え、パンチ(4)によりプレート部材(3)を押圧
し、粉末(2)を予備成形体(2a)に形成する(図２参照)。
なお、(2)は必ずしも全てが粉末である必要はなく、熱
電材料粉末と電極材料金属板を層状に重ねたものでもよ
い。常温でのプレスは、圧力１０００kgf/cm2以上の条
件で行ない、プレス時間は約３分以内が適当である。な
お、圧力は３０００kgf/cm2以上がより望ましく、プレ
ス時間は１分以内がより望ましい。
【００１４】次に、袋状容器(7)とパンチ(4)を取り除い
た後、図３に示す如く、予備成形体(2a)は、ヒータを具
えた加熱装置(5)の中で３００〜５５０℃の温度まで加
熱する。加熱中、予備成形体(2a)が酸化されるのを防止
するため、予備成形体は、プレート部材(3)を載せたま
まで加熱装置(5)の中に入れられる。加熱時間は、約１
時間程度が適当である。
た後、図３に示す如く、予備成形体(2a)は、ヒータを具
えた加熱装置(5)の中で３００〜５５０℃の温度まで加
熱する。加熱中、予備成形体(2a)が酸化されるのを防止
するため、予備成形体は、プレート部材(3)を載せたま
まで加熱装置(5)の中に入れられる。加熱時間は、約１
時間程度が適当である。
【００１５】所定温度に加熱された予備成形体(2a)を金
型ごと、プレス装置の作業ステーションまで速やかに移
動し、パンチ(4)を載せてプレート部材(3)を押圧するこ
とにより、より緻密な成形体(2b)が形成される(図４参
照)。加熱時のプレスは、大気雰囲気下にて圧力１００
０kgf/cm2以上の条件で行ない、プレス時間は約３分以
内が適当である。なお、圧力は３０００kgf/cm2以上が
より望ましく、プレス時間は１分以内がより望ましい。
型ごと、プレス装置の作業ステーションまで速やかに移
動し、パンチ(4)を載せてプレート部材(3)を押圧するこ
とにより、より緻密な成形体(2b)が形成される(図４参
照)。加熱時のプレスは、大気雰囲気下にて圧力１００
０kgf/cm2以上の条件で行ない、プレス時間は約３分以
内が適当である。なお、圧力は３０００kgf/cm2以上が
より望ましく、プレス時間は１分以内がより望ましい。
【００１６】成形体(2b)の内部は、酸素の影響を殆んど
受けないため、予備成形体の形成及び予備成形体の加圧
焼結を、真空又は不活性又は窒素ガス雰囲気の如く無酸
素雰囲気設備を具えたプレス装置を使用して作製された
熱電材料成形体と同様の熱電性能が得られる。
受けないため、予備成形体の形成及び予備成形体の加圧
焼結を、真空又は不活性又は窒素ガス雰囲気の如く無酸
素雰囲気設備を具えたプレス装置を使用して作製された
熱電材料成形体と同様の熱電性能が得られる。
【００１７】
【実施例】実施例 本発明の製造方法に基づき、熱電材料成形体を次の要領
にて作製した。Ｂｉ粉末、Ｔｅ粉末及びＳｅ粉末を、一
般的なｎ型熱電材料の組成である(Ｂｉ2Ｔｅ3)0.85(Ｂ
ｉ2Ｓｅ3)0.15となるように、高純度窒素ガス雰囲気中
のグローブボックス中で所定の化学量論比となるように
秤量した。この粉末を同じく高純度窒素ガス雰囲気下に
て、ジルコニア製のボールと共にボールミル容器に入
れ、約１６時間粉砕混合し、混合粉末を得た。混合粉末
の平均粒径は約１０μm以下である。次に、再び窒素ガ
ス雰囲気中のグローブボックスの中に金型を入れ、その
金型の中に混合粉末を装填する。粉末の上にプレート部
材を載せ、パンチを挿入して、これらを含む金型全体を
ビニール袋容器の中に収容し、グローブボックスから取
り出す。ビニール袋容器で密閉された金型をプレス機に
セットし、常温、圧力３０００kgf/cm2、プレス時間１
分の条件でプレスし、予備成形体を形成した。ビニール
袋容器とパンチを取り除いた後、プレート部材を載せた
まま予備成形体を、大気雰囲気下で５５０℃に予熱され
た加熱装置の中に入れ、５００℃の温度になるまで約１
時間加熱した。加熱後、加熱装置から取り出した金型を
速やかにプレス機にセットし、パンチを載せて、圧力３
０００kgf/cm2、プレス時間１分の条件で加圧成形し
た。得られた成形体のサイズは直径約４５mm、厚さ約１
０mmである。
にて作製した。Ｂｉ粉末、Ｔｅ粉末及びＳｅ粉末を、一
般的なｎ型熱電材料の組成である(Ｂｉ2Ｔｅ3)0.85(Ｂ
ｉ2Ｓｅ3)0.15となるように、高純度窒素ガス雰囲気中
のグローブボックス中で所定の化学量論比となるように
秤量した。この粉末を同じく高純度窒素ガス雰囲気下に
て、ジルコニア製のボールと共にボールミル容器に入
れ、約１６時間粉砕混合し、混合粉末を得た。混合粉末
の平均粒径は約１０μm以下である。次に、再び窒素ガ
ス雰囲気中のグローブボックスの中に金型を入れ、その
金型の中に混合粉末を装填する。粉末の上にプレート部
材を載せ、パンチを挿入して、これらを含む金型全体を
ビニール袋容器の中に収容し、グローブボックスから取
り出す。ビニール袋容器で密閉された金型をプレス機に
セットし、常温、圧力３０００kgf/cm2、プレス時間１
分の条件でプレスし、予備成形体を形成した。ビニール
袋容器とパンチを取り除いた後、プレート部材を載せた
まま予備成形体を、大気雰囲気下で５５０℃に予熱され
た加熱装置の中に入れ、５００℃の温度になるまで約１
時間加熱した。加熱後、加熱装置から取り出した金型を
速やかにプレス機にセットし、パンチを載せて、圧力３
０００kgf/cm2、プレス時間１分の条件で加圧成形し
た。得られた成形体のサイズは直径約４５mm、厚さ約１
０mmである。
【００１８】実施例で得られた各成形体の密度比を測定
し、その測定結果を表１に示す。なお、密度比は、完全
緻密体の密度に対する成形品の密度の比を表わすもの
で、成形品の密度はアルキメデス法により測定した。成
形体のゼーベック係数α(V／K)、電気抵抗ρ(Ω・m)、及
び熱伝導率κ(W／m・K)を測定し、熱電性能指数Ｚ(４０
０Kにおける)を求めた。Ｚは、Ｚ＝α2／ρκ(1／K)に
より求めた。これらの結果を表１に示す。
し、その測定結果を表１に示す。なお、密度比は、完全
緻密体の密度に対する成形品の密度の比を表わすもの
で、成形品の密度はアルキメデス法により測定した。成
形体のゼーベック係数α(V／K)、電気抵抗ρ(Ω・m)、及
び熱伝導率κ(W／m・K)を測定し、熱電性能指数Ｚ(４０
０Kにおける)を求めた。Ｚは、Ｚ＝α2／ρκ(1／K)に
より求めた。これらの結果を表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１に示されるように、本発明の方法によ
り、密度比９８.４％の緻密な焼結体が得られた。ま
た、電気抵抗ρが１×１０-5(Ω・m)よりも小さいこと
から、成形体の内部で酸化の影響を殆んど受けていない
ことがわかる。ホットプレス法で作製するｎ型の熱電材
料はｐ型に比べて、一般に特性値は低いが、上記方法に
より得られた性能指数の値２.５×１０-3(1/K)は、溶製
法とほぼ同等の良好な値を示している。
り、密度比９８.４％の緻密な焼結体が得られた。ま
た、電気抵抗ρが１×１０-5(Ω・m)よりも小さいこと
から、成形体の内部で酸化の影響を殆んど受けていない
ことがわかる。ホットプレス法で作製するｎ型の熱電材
料はｐ型に比べて、一般に特性値は低いが、上記方法に
より得られた性能指数の値２.５×１０-3(1/K)は、溶製
法とほぼ同等の良好な値を示している。
【００２１】
【発明の効果】本発明の方法によれば、予備成形体の形
成及び予備成形体の加圧焼結を、真空又は不活性ガス又
は窒素ガス雰囲気の如き無酸素雰囲気設備を具えたプレ
ス装置を使用して行なうのと同じ様に、酸素による酸化
の影響を受けることなく、材料本来の熱電性能指数を具
備した熱電材料成形体を作ることができる。従って、真
空の維持又は不活性ガス消費に伴なう製造コストの削減
を達成できる利点がある。本発明は、熱電発電や熱電冷
却、温度センサーや半導体プロセスにおける恒温装置、
エレクトロニクスデバイスの冷却など、幅広い分野で使
用される熱電素子材料の製造方法として、産業上の利用
性は極めて大きいといえる。
成及び予備成形体の加圧焼結を、真空又は不活性ガス又
は窒素ガス雰囲気の如き無酸素雰囲気設備を具えたプレ
ス装置を使用して行なうのと同じ様に、酸素による酸化
の影響を受けることなく、材料本来の熱電性能指数を具
備した熱電材料成形体を作ることができる。従って、真
空の維持又は不活性ガス消費に伴なう製造コストの削減
を達成できる利点がある。本発明は、熱電発電や熱電冷
却、温度センサーや半導体プロセスにおける恒温装置、
エレクトロニクスデバイスの冷却など、幅広い分野で使
用される熱電素子材料の製造方法として、産業上の利用
性は極めて大きいといえる。
【図１】金型に装填された粉末を密閉する工程の説明図
である。
である。
【図２】粉末を予備成形体に形成する工程の説明図であ
る。
る。
【図３】予備成形体を金型ごと加熱装置の中で加熱する
工程の説明図である。
工程の説明図である。
【図４】予備成形体を緻密な熱電材料成形体に形成する
工程の説明図である。
工程の説明図である。
(1) 金型 (2) 混合粉末 (2a) 予備成形体 (2b) 熱電材料成形体 (3) プレート部材 (4) パンチ (6) 無酸素雰囲気チャンバー (7) 袋状容器
Claims (3)
- 【請求項１】 熱電材料用原料粉末を混合し、得られた
混合粉末をプレスして予備成形体を形成し、該予備成形
体を加圧焼結して熱電材料成形体を製造する方法におい
て、原料混合粉末を無酸素雰囲気チャンバー内で金型に
装填した後密閉し、その密閉状態を実質的に維持したま
ま無酸素雰囲気から取り出してプレスすることにより予
備成形体を形成し、該予備成形体を加圧焼結することを
特徴とする熱電材料成形体の製造方法。 - 【請求項２】 混合粉末の密閉は、金型全体をガス遮断
性材料からなる容器の中に収容することにより行なわ
れ、予備成形体の形成は、無酸素雰囲気チャンバーから
取り出した容器の外部からプレスすることにより行なわ
れることを特徴とする請求項１に記載の熱電材料成形体
の製造方法。 - 【請求項３】 予備成形体の加圧焼結は、ガス遮断製材
料の容器を取り除いた後、金型ごと加熱してプレスする
ことにより行なわれることを特徴とする請求項１又は２
の熱電材料成形体の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8224820A JPH1070318A (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | 熱電材料成形体の製造方法 |
| EP97112908A EP0827215A3 (en) | 1996-08-27 | 1997-07-26 | Thermoelectric modules and thermoelectric elements |
| US08/904,631 US5969290A (en) | 1996-08-27 | 1997-08-01 | Thermoelectric modules and thermoelectric elements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8224820A JPH1070318A (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | 熱電材料成形体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1070318A true JPH1070318A (ja) | 1998-03-10 |
Family
ID=16819718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8224820A Withdrawn JPH1070318A (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | 熱電材料成形体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1070318A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006269871A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 熱電材料の製造方法 |
| JP2016108631A (ja) * | 2014-12-09 | 2016-06-20 | 株式会社シンターランド | 放電プラズマ焼結方法及びその装置 |
| KR20170001063A (ko) * | 2015-06-25 | 2017-01-04 | 홍영근 | 고탄성 티타늄동을 이용하여 단말기용 커넥터 전자부품을 제조하는 장치 |
| JP2017098282A (ja) * | 2015-11-18 | 2017-06-01 | 日東電工株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
-
1996
- 1996-08-27 JP JP8224820A patent/JPH1070318A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006269871A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 熱電材料の製造方法 |
| JP4581782B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2010-11-17 | パナソニック電工株式会社 | 熱電材料の製造方法 |
| JP2016108631A (ja) * | 2014-12-09 | 2016-06-20 | 株式会社シンターランド | 放電プラズマ焼結方法及びその装置 |
| KR20170001063A (ko) * | 2015-06-25 | 2017-01-04 | 홍영근 | 고탄성 티타늄동을 이용하여 단말기용 커넥터 전자부품을 제조하는 장치 |
| JP2017098282A (ja) * | 2015-11-18 | 2017-06-01 | 日東電工株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US10998484B2 (en) | 2015-11-18 | 2021-05-04 | Nitto Denko Corporation | Semiconductor device manufacturing method |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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