JPS6336583A - 熱電材料の製造方法 - Google Patents
熱電材料の製造方法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C12/00—Alloys based on antimony or bismuth
-
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
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- H10N10/85—Thermoelectric active materials
- H10N10/851—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions
- H10N10/852—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions comprising tellurium, selenium or sulfur
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- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、ベルチェ効果を利用する電子冷却用モジュー
ルの脚部材料或いはゼーベック効果を利用する熱電発電
用モジュールの脚部材料として用いられる熱電材料の製
造方法に関するものである。
ルの脚部材料或いはゼーベック効果を利用する熱電発電
用モジュールの脚部材料として用いられる熱電材料の製
造方法に関するものである。
従来の技術
げ2 従来、熱電材料製造には粉末→成形→焼結(以下
プレスシンター法と呼ぶ)やホットプレス(EOT P
RESS )法が用いられてき穴。
プレスシンター法と呼ぶ)やホットプレス(EOT P
RESS )法が用いられてき穴。
(リ 熱電材料の特性は、性能指数(figtcra
ofmarit) Zで示される。
ofmarit) Zで示される。
Z=α [相]σ/K α:ゼーベツク定数σ:電
気伝導度 に:熱伝導度 αは、結晶粒度にめまシ影響されないが、て及びKは、
一般に結晶粒度が細かくなる程小さくなる。
気伝導度 に:熱伝導度 αは、結晶粒度にめまシ影響されないが、て及びKは、
一般に結晶粒度が細かくなる程小さくなる。
5i−G−系熱電材料の文献(Rows 、 Sint
grTheory Pract 、p、487〜495
°82 )では、粒度がある程度以上細かくなると
、りは変らず、Kのみが小さくなることが報告されてい
る。
grTheory Pract 、p、487〜495
°82 )では、粒度がある程度以上細かくなると
、りは変らず、Kのみが小さくなることが報告されてい
る。
(ハ)従って、結晶粒度を細かくするほどZが大きくな
るため、結晶粒度の細かい粉末を用いタフレスシンター
法、ホットプレス(HOTpREss )法が行なわれ
てきた。
るため、結晶粒度の細かい粉末を用いタフレスシンター
法、ホットプレス(HOTpREss )法が行なわれ
てきた。
発明が解決しようとする問題点
プレスシンター法、ホットプレス法に供せられる粉末は
、一般に機械的粉砕により作製されるが、長時間粉砕す
ると不純物の混入量が増加する±め、平均粒径は数ミク
ロン程度のものが用いられる。従って得られる焼結体の
結晶粒度も数ミクロン程度となシ、それ以上微細な結晶
粒度をもつ熱電材料は炸裂不可能であった。
、一般に機械的粉砕により作製されるが、長時間粉砕す
ると不純物の混入量が増加する±め、平均粒径は数ミク
ロン程度のものが用いられる。従って得られる焼結体の
結晶粒度も数ミクロン程度となシ、それ以上微細な結晶
粒度をもつ熱電材料は炸裂不可能であった。
発明の目的
本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、その目的と
するところは溶融状態の電熱合金を急冷することにより
サブミクロンの結晶粒度ヲもつ薄膜状物、粉末状物を得
てこれらを冷開成形、焼結することによシサブミクロン
の結晶粒度をもつ熱電材料を得るよりにして優れた性能
指数Zをもつ熱電材料の製造方法を提供することにある
。
するところは溶融状態の電熱合金を急冷することにより
サブミクロンの結晶粒度ヲもつ薄膜状物、粉末状物を得
てこれらを冷開成形、焼結することによシサブミクロン
の結晶粒度をもつ熱電材料を得るよりにして優れた性能
指数Zをもつ熱電材料の製造方法を提供することにある
。
問題点を解決するための手段及び作用
上記の目的を達成するために本発明は、溶融状態のli
7%合金t l O” 0C/ sac以上の冷却速
度で冷却することによって薄膜又は粉末とし、これらの
薄膜物又は粉末物を冷間成形又は焼結するようにしたも
のである。
7%合金t l O” 0C/ sac以上の冷却速
度で冷却することによって薄膜又は粉末とし、これらの
薄膜物又は粉末物を冷間成形又は焼結するようにしたも
のである。
実施例
゛以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
サブミクロンの結晶粒度をもつ熱電材料を得る方法はW
c1図に示すように溶湯留4に熱電合金3を装填し、高
肩波コイル2で加熱、熱電合金3e溶融状態とする。
c1図に示すように溶湯留4に熱電合金3を装填し、高
肩波コイル2で加熱、熱電合金3e溶融状態とする。
金属製のロール1を馬連5〜4 Q m /zeeyと
なるように回転させ溶湯留4より不活性ガス(圧力0.
1A1/cm”〜4 kg/ Cm” )によp溶湯を
ロール1に噴出させ薄膜或いは粉末とする。
なるように回転させ溶湯留4より不活性ガス(圧力0.
1A1/cm”〜4 kg/ Cm” )によp溶湯を
ロール1に噴出させ薄膜或いは粉末とする。
薄膜或いは粉末を冷開成形成いは焼結することにより熱
電材料を得る。
電材料を得る。
上記の熱電材料の製造方法では急冷される際、い禽ると
ころで結晶化するため、サブミクロンの結晶粒度をもつ
薄膜状、粉末状熱電材料が得られる。それらを冷間成形
、或いは結晶粒粗大化温度以下で焼結すればサブミクロ
ンの結晶粒度をもつ熱電材料が得られる。
ころで結晶化するため、サブミクロンの結晶粒度をもつ
薄膜状、粉末状熱電材料が得られる。それらを冷間成形
、或いは結晶粒粗大化温度以下で焼結すればサブミクロ
ンの結晶粒度をもつ熱電材料が得られる。
その結果従来のプレスシンブー法、ホットプレス(EO
T PRESS )法で作製される熱電材料より優れた
性能指数Zをもつ熱電材料が炸裂可能となる。
T PRESS )法で作製される熱電材料より優れた
性能指数Zをもつ熱電材料が炸裂可能となる。
実施例(1)
Bi@856,2の組成をもつ熱電合金k 約6000
0 IC加熱し、液相状態とする。その状態より周速的
10 m/ secで回転するCu!pのロールにガス
噴、射圧約l 、 Qk、q/c♂で溶湯を噴き付は長
さ約2Qmm、巾約2mm、厚さ約30μmの薄膜を作
製した。
0 IC加熱し、液相状態とする。その状態より周速的
10 m/ secで回転するCu!pのロールにガス
噴、射圧約l 、 Qk、q/c♂で溶湯を噴き付は長
さ約2Qmm、巾約2mm、厚さ約30μmの薄膜を作
製した。
その薄1を約30000倍で透過電顕で観察したところ
、第1図に示す組織であった。
、第1図に示す組織であった。
比較例(1)
Ei 8sSA 、2の組成をもつ熱電合金を約600
0C“に加熱し液相状態とする。その状態より炉冷した
インボッ)1ボールミルで約5時間粉砕した後Ar雰囲
気中で約180°C1300ky / am’ Q:)
圧’jE 710分間焼結した。
0C“に加熱し液相状態とする。その状態より炉冷した
インボッ)1ボールミルで約5時間粉砕した後Ar雰囲
気中で約180°C1300ky / am’ Q:)
圧’jE 710分間焼結した。
その焼結体をI 000倍で光学M微鏡覗察し念ところ
、第3図に示す組織であった。
、第3図に示す組織であった。
比較例(υは、従来技術(ハ)で示したホットプレス(
HOT PRESS )法により作製する熱電材料の1
例である。焼結体の結晶粒度は数ミクロンである。(粉
末に超微粒子を用いれば更に結晶粒度の小さい焼結体が
得られるが熱電材料のコストが上がるなめ実用的ではな
い。) 実施例(υに示した通り本発明による方法では容易にサ
ブミクロンの結晶粒度をもつ急冷薄膜が得られた。この
薄膜を束ね冷開成形し、膜厚方向に垂直に電気を流せは
便れた性能をもつ熱1材料として使用できる。
HOT PRESS )法により作製する熱電材料の1
例である。焼結体の結晶粒度は数ミクロンである。(粉
末に超微粒子を用いれば更に結晶粒度の小さい焼結体が
得られるが熱電材料のコストが上がるなめ実用的ではな
い。) 実施例(υに示した通り本発明による方法では容易にサ
ブミクロンの結晶粒度をもつ急冷薄膜が得られた。この
薄膜を束ね冷開成形し、膜厚方向に垂直に電気を流せは
便れた性能をもつ熱1材料として使用できる。
急冷時のロール回転数、噴射圧を変更すればサブミクロ
ンの結晶粒度をもつ急冷粉末が得られる。急冷粉末をホ
ットプレス(EOT PEESS )し、焼結体を作製
する際には、結晶粒が粗大化する温度以下で作業を行な
う。
ンの結晶粒度をもつ急冷粉末が得られる。急冷粉末をホ
ットプレス(EOT PEESS )し、焼結体を作製
する際には、結晶粒が粗大化する温度以下で作業を行な
う。
急冷法すなわち本発明方法において、ロール回転数が大
きくなる程、又噴射圧が小さくなる程得られる急冷物は
薄状から粉末状へ変化する。
きくなる程、又噴射圧が小さくなる程得られる急冷物は
薄状から粉末状へ変化する。
ロール回転数が周速5 nL /JPaC以下、噴射圧
が4hy/am”以上になると薄片の厚みが増し急冷度
が下が5o−ルヘ薄片が巻きつくなどの不都合が生じる
。またロール回転数が面速40 m / 、tgc以上
、噴射圧がQ、jkg/c♂以下になると粉末が細かく
なり回収率が悪くなるため好ましくない〇実施例(1)
に示したロールを用い念急冷法以外すなわちアトマイズ
法、粉砕法でもI O”C/1ary以上の冷却速度で
粉末、薄膜を作製し、それらを冷開成形成いは焼結すれ
ば同様の効果が得られる。
が4hy/am”以上になると薄片の厚みが増し急冷度
が下が5o−ルヘ薄片が巻きつくなどの不都合が生じる
。またロール回転数が面速40 m / 、tgc以上
、噴射圧がQ、jkg/c♂以下になると粉末が細かく
なり回収率が悪くなるため好ましくない〇実施例(1)
に示したロールを用い念急冷法以外すなわちアトマイズ
法、粉砕法でもI O”C/1ary以上の冷却速度で
粉末、薄膜を作製し、それらを冷開成形成いは焼結すれ
ば同様の効果が得られる。
発明の効果
以上詳述したように、本発明に係る熱電材料の製造方法
は、溶融状態の電熱合金をI O”C/sec以上の冷
却速度で冷却することによって薄膜又は粉末とし、これ
らの薄膜物又は粉末物を冷間成形又は焼結するようにし
たことを特徴とするものである。
は、溶融状態の電熱合金をI O”C/sec以上の冷
却速度で冷却することによって薄膜又は粉末とし、これ
らの薄膜物又は粉末物を冷間成形又は焼結するようにし
たことを特徴とするものである。
したがって、溶融状態の電熱合金を急冷することにより
いたるところで結晶化してサブミクロンの結晶粒度をも
つ薄膜状物、粉末状物が生じこれらを冷開成形、焼結す
ることによりサブミクロンの結晶粒度をもつ熱電材料を
得ることができる。
いたるところで結晶化してサブミクロンの結晶粒度をも
つ薄膜状物、粉末状物が生じこれらを冷開成形、焼結す
ることによりサブミクロンの結晶粒度をもつ熱電材料を
得ることができる。
この結果、従来のプレスシンター法、ホットプレス(H
OT PRESS )法で作製される熱電材料よシ優れ
た性能指数Zt−もつ熱電材料が作製可能となる。
OT PRESS )法で作製される熱電材料よシ優れ
た性能指数Zt−もつ熱電材料が作製可能となる。
第1図は本発明方法に用いる熱電材料の製造方法の構成
説明図、第2図は熱電材料の薄膜を約30000倍で透
過電子顕微鏡で観察してなる組織図、第3図は熱電材料
の焼結体elooo倍で光学顕微鏡で観察してなる組織
図である。 1はロール、2は高閏波コイル、3は熱電合金、4は溶
瀞留。、。
説明図、第2図は熱電材料の薄膜を約30000倍で透
過電子顕微鏡で観察してなる組織図、第3図は熱電材料
の焼結体elooo倍で光学顕微鏡で観察してなる組織
図である。 1はロール、2は高閏波コイル、3は熱電合金、4は溶
瀞留。、。
Claims (1)
- 溶融状態の電熱合金を10^3℃/sec以上の冷却速
度で冷却することによつて薄膜又は粉末とし、これらの
薄膜物又は粉末物を冷間成形又は焼結するようにしたこ
とを特徴とする熱電材料の製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61177662A JP2556970B2 (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 熱電材料の製造方法 |
US07/016,265 US4764212A (en) | 1986-02-21 | 1987-02-19 | Thermoelectric material for low temperature use and method of manufacturing the same |
EP87102425A EP0235702B1 (en) | 1986-02-21 | 1987-02-20 | Thermoelectric material for low temperature use and method of manufacturing the same |
DE8787102425T DE3767892D1 (de) | 1986-02-21 | 1987-02-20 | Thermoelektrischer werkstoff, anwendbar bei niedrigen temperaturen und verfahren zu seiner herstellung. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61177662A JP2556970B2 (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 熱電材料の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6336583A true JPS6336583A (ja) | 1988-02-17 |
JP2556970B2 JP2556970B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=16034909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61177662A Expired - Lifetime JP2556970B2 (ja) | 1986-02-21 | 1986-07-30 | 熱電材料の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2556970B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0335213A2 (en) * | 1988-03-30 | 1989-10-04 | Idemitsu Petrochemical Co. Ltd. | Method for producing thermoelectric elements |
JPH05335628A (ja) * | 1992-05-28 | 1993-12-17 | Chubu Electric Power Co Inc | 熱電変換素子 |
US5507879A (en) * | 1992-06-09 | 1996-04-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Sensor utilizing thermoelectric material and method for manufacture thereof |
US5981863A (en) * | 1995-03-03 | 1999-11-09 | Yamaha Corporation | Process of manufacturing thermoelectric refrigerator alloy having large figure of merit |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101455713B1 (ko) * | 2013-04-23 | 2014-11-04 | 한국과학기술연구원 | 냉간 성형을 이용한 고성능 열전 소재 제조 방법 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4868409A (ja) * | 1971-12-21 | 1973-09-18 | ||
JPS61507A (ja) * | 1984-06-12 | 1986-01-06 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 金属粉末の製造方法 |
-
1986
- 1986-07-30 JP JP61177662A patent/JP2556970B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4868409A (ja) * | 1971-12-21 | 1973-09-18 | ||
JPS61507A (ja) * | 1984-06-12 | 1986-01-06 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 金属粉末の製造方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0335213A2 (en) * | 1988-03-30 | 1989-10-04 | Idemitsu Petrochemical Co. Ltd. | Method for producing thermoelectric elements |
EP0583795A1 (en) * | 1988-03-30 | 1994-02-23 | Idemitsu Petrochemical Co. Ltd. | Method for producing thermoelectric elements |
JPH05335628A (ja) * | 1992-05-28 | 1993-12-17 | Chubu Electric Power Co Inc | 熱電変換素子 |
US5507879A (en) * | 1992-06-09 | 1996-04-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Sensor utilizing thermoelectric material and method for manufacture thereof |
US5981863A (en) * | 1995-03-03 | 1999-11-09 | Yamaha Corporation | Process of manufacturing thermoelectric refrigerator alloy having large figure of merit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2556970B2 (ja) | 1996-11-27 |
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