JP4533294B2 - Thermoelectric conversion material and manufacturing method thereof - Google Patents
Thermoelectric conversion material and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP4533294B2 JP4533294B2 JP2005278773A JP2005278773A JP4533294B2 JP 4533294 B2 JP4533294 B2 JP 4533294B2 JP 2005278773 A JP2005278773 A JP 2005278773A JP 2005278773 A JP2005278773 A JP 2005278773A JP 4533294 B2 JP4533294 B2 JP 4533294B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- thermoelectric conversion
- thermoelectric
- conversion material
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
本発明は、熱電変換材料及びその製造方法に関し、詳しくは、3元系ハーフホイスラー化合物で構成された熱電変換材料及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a thermoelectric conversion material and a manufacturing method thereof, and more particularly to a thermoelectric conversion material composed of a ternary half-Heusler compound and a manufacturing method thereof.
ゼーベック効果を利用した熱電変換材料は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換することが可能である。この性質を利用し、産業・民生用プロセスや移動体から排出される不要な排熱を有効な電力に変換することができるため、熱電変換材料は環境問題に配慮した省エネルギー技術として注目されている。 Thermoelectric conversion materials using the Seebeck effect can convert thermal energy into electrical energy. Because this property can be used to convert unnecessary waste heat from industrial and consumer processes and mobile objects into effective power, thermoelectric conversion materials are attracting attention as an energy-saving technology that takes environmental issues into consideration. .
熱電変換材料の性能は、性能指数(Z)と呼ばれる因子を温度(T)で無次元化した無次元性能指数ZTにより評価される。無次元性能指数は、ZT=(α2σ/κ)T〔α:ゼーベック係数(=熱起電力/温度差)、σ:電気伝導度(=1/ρ;ρ=抵抗率)、κ:熱伝導度、T:測定絶対温度〕で表され、分子α2σはパワーファクターと呼ばれる電気的な出力因子であり、分母κは熱的な因子である。ハーフホイスラー化合物は、従来から無次元性能指数ZTが比較的高く(ZT=0.1〜0.4)、環境負荷物質を含まない合金系が選べる材料として注目されている。このZTは一般に、1.0を超えることが実用上の目標値とされている。 The performance of the thermoelectric conversion material is evaluated by a dimensionless figure of merit ZT obtained by making a factor called figure of merit (Z) dimensionless by temperature (T). The dimensionless figure of merit is ZT = (α 2 σ / κ) T [α: Seebeck coefficient (= thermoelectromotive force / temperature difference), σ: electric conductivity (= 1 / ρ; ρ = resistivity), κ: Thermal conductivity, T: measurement absolute temperature], the numerator α 2 σ is an electrical output factor called a power factor, and the denominator κ is a thermal factor. The half-Heusler compound has hitherto been attracting attention as a material from which a dimensionless figure of merit ZT is relatively high (ZT = 0.1 to 0.4) and an alloy system that does not contain environmentally hazardous substances can be selected. In general, ZT exceeds 1.0 and is a practical target value.
熱電変換材料のうち、ハーフホイスラー化合物は有用な材料の一つとして種々検討がなされている。特に、ハーフホイスラー化合物MNiSn(M=Hf,Zr,Ti)合金は、熱起電力および電気伝導度が大きく、電気的特性に優れていることが知られており、n型の熱電変換材料として優れた特性を示す。 Among thermoelectric conversion materials, a half-Heusler compound has been studied variously as one of useful materials. In particular, the half-Heusler compound MNiSn (M = Hf, Zr, Ti) alloy is known to have a large thermoelectromotive force and electrical conductivity and excellent electrical characteristics, and is excellent as an n-type thermoelectric conversion material. Show the characteristics.
一方、熱電発電を行なうためには、n型とp型の半導体材料を組み合わせて素子を構成する必要があり、多数の素子を直列に接続することで発電効率を高めることができる。しかしながら、300〜700℃程度の高温度域で脆性な材料を使用する場合には、n型とp型の半導体材料間の熱膨張係数差に起因する熱応力に伴なって、電極/材料間などの接合部にクラックが発生し剥離、破壊を引き起こしやすく、これらを回避するためには熱膨張係数差に起因する熱応力を抑制する必要がある。そこで、従来より熱膨張係数、弾性率、剛性率などの物性値の近い、同じ結晶構造の材料を用いてn型及びp型の両材料を構成する検討がなされている。 On the other hand, in order to perform thermoelectric power generation, it is necessary to configure elements by combining n-type and p-type semiconductor materials, and power generation efficiency can be increased by connecting a large number of elements in series. However, when a brittle material is used in a high temperature range of about 300 to 700 ° C., the electrode / material gap increases due to thermal stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the n-type and p-type semiconductor materials. Cracks are likely to occur in the joints such as peeling and destruction, and in order to avoid these, it is necessary to suppress the thermal stress caused by the difference in thermal expansion coefficient. Therefore, studies have been made to construct both n-type and p-type materials using materials having the same crystal structure and having similar physical property values such as thermal expansion coefficient, elastic modulus, and rigidity.
他方、ハーフホイスラー化合物で構成された熱電変換材料の合成法には、従来からアーク溶解法が利用されることが多い。しかし、アーク溶解法では、凝固速度が極端に速いために、ハーフホイスラー相以外に、非平衡な合金組織として不要な相(不純物)を多く(場合によっては最大で約50vol%程度)含み、単相化することは難しく、しかも凝固収縮の熱応力によって大量の微小な亀裂が潜在的に導入される傾向にある。また、速い凝固速度によって、ハーフホイスラー相の結晶粒は微細化され、結晶粒界の総面積は大きくなる。 On the other hand, the arc melting method has often been conventionally used for synthesizing thermoelectric conversion materials composed of half-Heusler compounds. However, since the solidification rate is extremely high in the arc melting method, in addition to the half-Heusler phase, it contains a lot of unnecessary phases (impurities) as a non-equilibrium alloy structure (in some cases, about 50 vol% at maximum). It is difficult to phase, and a large number of microcracks tend to be introduced due to the thermal stress of solidification shrinkage. In addition, due to the rapid solidification rate, the crystal grains of the half-Heusler phase are refined and the total area of the crystal grain boundaries is increased.
このような不要な相(不純物を含む。)や結晶粒界が多量に存在すると、電気伝導度σ及び熱起電力αを低下させる。すなわち、α2σで表されるパワーファクターを低下させる。また、微小な亀裂の発生は、電気伝導度σを低下(抵抗率ρの上昇)させて熱電特性を損なう要因となっており、ZTのピーク温度がズレたり値の低下を招来する。さらに、微小な亀裂の発生は、材料の脆性に起因するものであり、試料の形状付加の際に支障を来たす一因となるほか、潜在的に微小な亀裂が多数存在すると見かけ上の熱伝導度(κ)を低く見積ることになり、性能の過大評価に繋がる危険性をも含んでいる。 If a large amount of such unnecessary phases (including impurities) and crystal grain boundaries exist, the electrical conductivity σ and the thermoelectromotive force α are lowered. That is, the power factor represented by α 2 σ is reduced. In addition, the occurrence of minute cracks is a factor that decreases the electrical conductivity σ (increases the resistivity ρ) and impairs the thermoelectric characteristics, causing the ZT peak temperature to shift and the value to decrease. In addition, the occurrence of microcracks is due to the brittleness of the material, which can be a factor in adding to the shape of the sample, and in addition, if there are a large number of microcracks, apparent heat conduction The degree (κ) is estimated to be low, and there is a risk of overestimating the performance.
これらを回避するため、アーク溶解法による場合は一般に、アーク溶製した鋳塊を粉砕して粉末状にし、ホットプレスなどで圧粉焼結することにより試料の作製を行なっている。また、パワーファクターを向上させるために、Sb等を適量ドーピングすることも行なわれている。 In order to avoid these, in the case of the arc melting method, in general, the ingot made by arc melting is pulverized into a powder form, and the sample is prepared by sintering with a hot press or the like. In order to improve the power factor, doping with an appropriate amount of Sb or the like is also performed.
上記に関連した技術として、(TiZrHf)NiSn型のハーフホイスラー化合物を主相とした熱電変換材料が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この材料では、アーク溶解で合成した後に熱処理(アニール処理)を施すことで、元素置換して材料組成を多元系にし、高いゼーベック係数と低い抵抗率とを維持しつつ熱伝導率を低減してZTの大きい熱電変換材料を得ると共に、アニール処理による単相化で熱電特性が高められるとされている。 As a technique related to the above, a thermoelectric conversion material having a (TiZrHf) NiSn type half-Heusler compound as a main phase is disclosed (for example, see Patent Document 1). In this material, by heat treatment (annealing) after synthesis by arc melting, the element composition is replaced to make the material composition multi-component, reducing the thermal conductivity while maintaining a high Seebeck coefficient and low resistivity. It is said that a thermoelectric conversion material having a large ZT is obtained and thermoelectric properties are enhanced by a single phase by annealing treatment.
また、熱電変換材料として、(Ti,Zr,Hf)NiSn系のハーフホイスラー型合金が知られており、M1-xAx・Ni1-yBy・Sn1-zCz〔M:Ti,Zr,Hf、A:Ti,Zr,Hfのうちの選択されなかった元素、B:Pd,Pt、C:In,Sb,Te〕からなる6元系のハーフホイスラー型合金が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
熱電変換材料については、従来から種々検討がなされているものの、上記のように、同じ結晶構造の材料を用いたn型及びp型の材料で素子を構成しようとしても、p型の熱電変換材料として優れた特性を示す材料は知られておらず、n型材料に価電子数の少ない元素を過度にドープしてp型材料とする一般的な場合を除いては、ドーピングや元素添加を行なうことなくp型のハーフホイスラー型化合物を得る技術はほとんど知られていないのが実状である。 Although various studies have been made on thermoelectric conversion materials, as described above, p-type thermoelectric conversion materials are used even if an element is configured with n-type and p-type materials using the same crystal structure material. There is no known material exhibiting excellent characteristics, and doping and element addition are performed except in the general case where an n-type material is excessively doped with an element having a small number of valence electrons to form a p-type material. In fact, little is known about the technology for obtaining a p-type half-Heusler-type compound without any problems.
また、上記した6元系のハーフホイスラー型合金はいずれも、n型特性を示す材料であり、p型特性を示すハーフホイスラー型合金については知られていない。 In addition, the above-described hex-based half-Heusler type alloys are all materials that exhibit n-type characteristics, and no half-Heusler-type alloys that exhibit p-type characteristics are known.
さらに、元素置換した多元系では、相平衡が変わり相律の自由度が増す結果、熱処理による単相化では充分な単相を得るのは難しく、凝固収縮により組織内に導入される、熱電性能に影響する微小な亀裂の発生を抑えることも困難である。従来からのアーク溶解法では、不要な相(不純物)が共存しない単相で亀裂の発生のない熱電変換材料を製造し得る技術として、有用な方法が提案されるに至っておらず、従来の設計手法によってはハーフホイスラー化合物本来の固有の熱電特性を完全に引き出せていないのが実状である。 Furthermore, in elemental substituted multi-component systems, the phase equilibrium changes and the degree of freedom of phase rule increases. As a result, it is difficult to obtain a sufficient single phase by heat treatment, and thermoelectric performance is introduced into the structure by solidification shrinkage. It is also difficult to suppress the occurrence of minute cracks that affect the process. In the conventional arc melting method, no useful method has been proposed as a technology capable of producing a single-phase thermoelectric conversion material that does not cause unnecessary phases (impurities) and does not coexist. The actual situation is that the thermoelectric properties inherent to the half-Heusler compound cannot be fully extracted by some methods.
したがって、上記したようにハーフホイスラー化合物の無次元性能指数ZTは比較的高いとされているものの、ZTを導く分子をなすゼーベック係数及び電気伝導度が他の熱電変換材料に比べて高いが、分母を構成する熱伝導度も高いため、ZT≦0.4に過ぎず、一般に熱電変換材料の実用最低レベルとされるZT=1には依然として達していない。 Therefore, although the dimensionless figure of merit ZT of the half-Heusler compound is said to be relatively high as described above, the Seebeck coefficient and electric conductivity that form a molecule leading to ZT are higher than those of other thermoelectric conversion materials. Therefore, ZT ≦ 0.4 and ZT = 1, which is generally regarded as the lowest practical level of thermoelectric conversion materials, has not yet been reached.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、広い温度領域でp型の熱電特性を示す熱電変換材料、並びに微小な亀裂の発生を抑えつつ、ハーフホイスラー化合物を単相もしくは単相に近い組織、又は単結晶もしくは略単結晶に近い組織に構成することが可能であり、p型の熱電特性(即ちZT)を向上させ得る熱電変換材料の製造方法を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above, and a thermoelectric conversion material exhibiting p-type thermoelectric characteristics in a wide temperature range, and a half-Heusler compound having a single phase or close to a single phase while suppressing the occurrence of minute cracks. It is an object of the present invention to provide a method for producing a thermoelectric conversion material that can be structured in a structure, or a structure close to a single crystal or a substantially single crystal, and can improve p-type thermoelectric properties (that is, ZT). The goal is to achieve this.
本発明は、以下に示す知見に基づいて達成されたものである。すなわち、
まず、n型の優れた半導体特性を示すハーフホイスラー化合物として、HfNiSnが知られているが、このHfサイトにZrやTiを選択して固溶体化することが熱伝導度κの低減に特に有効であるとの知見である。同じように、NiサイトにPdやPtを選択して固溶体化することで同様に熱伝導度κの低下が期待できる。しかし、Niサイトを固溶置換する場合には、熱伝導度κの低減効果に比べ熱起電力αの大きさ(正負を含む。)が多大な影響を受けることが分かった。3d電子軌道を持つNiに4d電子軌道を持つPd、Pt及び4f電子軌道を持つPtを固溶置換させることにより、HfとSnとを含めた化合物としての結合軌道や電子の状態密度が大きく変化し、その結果、バンド構造も変化するために、バンドギャップとフェルミエネルギー面の位置関係により決まるゼーベック係数(すなわち熱起電力)が大きく変化することが期待される。また、ZrPdSnとZrPtSnが弱いながらもp型の特性を示す傾向から、HfPtSnがp型の特性を示すことも期待される。
The present invention has been achieved based on the following findings. That is,
First, HfNiSn is known as a half-Heusler compound exhibiting excellent semiconductor characteristics of n-type, and it is particularly effective to reduce the thermal conductivity κ by selecting Zr or Ti at this Hf site to form a solid solution. It is knowledge that there is. Similarly, a decrease in thermal conductivity κ can be expected by selecting Pd or Pt at the Ni site and forming a solid solution. However, it was found that when the Ni site is replaced by a solid solution, the magnitude (including positive and negative) of the thermoelectromotive force α is greatly affected as compared with the effect of reducing the thermal conductivity κ. When Ni having 3d electron orbital is replaced by solid solution substitution of Pd, Pt having 4d electron orbital and Pt having 4f electron orbital, the bond orbital and the state density of electrons as a compound including Hf and Sn change greatly. As a result, since the band structure also changes, the Seebeck coefficient (that is, the thermoelectromotive force) determined by the positional relationship between the band gap and the Fermi energy surface is expected to change greatly. In addition, since ZrPdSn and ZrPtSn are weak, they tend to show p-type characteristics, and it is expected that HfPtSn will show p-type characteristics.
更に、金属性の共存相及び潜在する微小亀裂の発生回避には、凝固(合成)中に安定した固相/液相界面を維持すべく凝固速度を極めて遅くできること、固相/液相界面近傍における化学組成を安定化するための攪拌が可能なこと、及び不純物の混入を防止できることが重要で、そのためには一方向凝固法(好ましくは(光学式)浮遊帯溶融法)の利用が効果的であるとの知見である。 Furthermore, in order to avoid the occurrence of metallic coexisting phases and potential microcracks, the solidification rate can be extremely slow to maintain a stable solid / liquid interface during solidification (synthesis), and in the vicinity of the solid / liquid interface. It is important to be able to stir in order to stabilize the chemical composition and to prevent contamination by impurities. For this purpose, the use of a unidirectional solidification method (preferably (optical) floating zone melting method) is effective. It is knowledge that it is.
熱伝導度κは、フォノン散乱に関係する格子成分κphとキャリアである電子による成分κelとからなり、κelは優れた電気的特性を維持するために自由に調製することが不可能であるが、格子成分κphは単独で調整することができ、HfxPtySnzの組成として固溶体化することにより、前記κph(すなわちZTを導く分母をなす熱伝導度κ)を効果的に低減することができる。 Thermal conductivity κ consists of a lattice component κph related to phonon scattering and a component κel due to electrons as carriers, and κel cannot be freely prepared to maintain excellent electrical properties, grid component Kappaph can be adjusted individually, by solid solution as the composition of the Hf x Pt y Sn z, is possible to effectively reduce the Kappaph (i.e. thermal conductivity forming the denominator directing ZT kappa) it can.
本発明の前記課題を解決するための具体的手段は以下の通りである。
前記目的を達成するために、第1の発明である熱電変換材料は、HfxPtySnzで表されるハーフホイスラー化合物(以下、「本発明に係るHfPtSn化合物」ということがある。)を用いて構成したものである。ここで、x、y、zは各々、0.9<x<1.1、0.8<y<1.2、0.9<z<1.1の範囲の値であり、2.8<x+y+z<3.2を満たす。好ましくは、x=y=z=1である。
Specific means for solving the problems of the present invention are as follows.
To achieve the above object, the thermoelectric conversion material is a first aspect of the invention, half-Heusler compound represented by Hf x Pt y Sn z (hereinafter sometimes referred to as "HfPtSn compounds according to the present invention".) The It is configured by using. Here, x, y, and z are values in the ranges of 0.9 <x <1.1, 0.8 <y <1.2, and 0.9 <z <1.1, respectively. <X + y + z <3.2 is satisfied. Preferably, x = y = z = 1.
第1の発明においては、熱電変換材料を上記のHfxPtySnzで表される組成を含む構成とすることで、広範な温度領域でp型の熱電特性を得ることができ、特に室温(25±5℃)から高温領域(800℃付近)までの温度領域において良好なp型特性を得ることができる。 In the first invention, the thermoelectric conversion material by the configuration including a composition represented by the above Hf x Pt y Sn z, it is possible to obtain a thermoelectric properties of p-type over a wide temperature range, especially at room temperature Good p-type characteristics can be obtained in a temperature range from (25 ± 5 ° C.) to a high temperature range (around 800 ° C.).
第1の発明は、前記HfxPtySnzで表されるハーフホイスラー化合物の単相もしくは略単相、又は単結晶もしくは略単結晶で構成されるのが好ましい。ハーフホイスラー化合物相以外の他の相(不純物)の共存を抑えて、共存相の体積率の小さいハーフホイスラー化合物の単相又は単結晶からなる組織、あるいは組成によっては単相又は単結晶に近い組織に近づけた構成とすることで、ハーフホイスラー化合物本来の固有の熱電特性、つまり熱起電力(ゼーベック係数)、電気伝導度及び熱伝導度を引き出し、熱電特性(ZT)が向上する。単相化あるいは単結晶化することにより特に、ZTを導く分子をなす熱起電力αを飛躍的に向上させることができる。 The first invention, the Hf x Pt y single phase or Ryakutansho the half-Heusler compound represented by Sn z, or preferably constructed of a single crystal or substantially single crystal. A structure consisting of a single phase or single crystal of a half-Heusler compound with a small volume fraction of the coexisting phase while suppressing the coexistence of other phases (impurities) other than the half-Heusler compound phase, or a structure close to a single phase or single crystal depending on the composition By adopting a configuration close to, the inherent thermoelectric characteristics of the half-Heusler compound, that is, the thermoelectromotive force (Seebeck coefficient), electrical conductivity, and thermal conductivity are extracted, and the thermoelectric characteristics (ZT) are improved. The thermoelectromotive force α that forms a molecule that leads to ZT can be dramatically improved by making it single phase or single crystal.
本発明において、単相とは、熱電変換材料を構成する組織に占める本発明に係るHfPtSn化合物相の体積率が99vol%(体積%)以上である相状態をいう。また、単結晶とは、熱電変換材料を構成する組織に占める本発明に係るHfPtSn化合物相の体積率が99vol%(体積%)以上であり、1つの結晶粒からなる状態をいう。そして、数個の粗大結晶粒からなる場合が略単結晶である。 In the present invention, the single phase refers to a phase state in which the volume fraction of the HfPtSn compound phase according to the present invention occupying the tissue constituting the thermoelectric conversion material is 99 vol% (volume%) or more. The single crystal refers to a state in which the volume fraction of the HfPtSn compound phase according to the present invention occupying the structure constituting the thermoelectric conversion material is 99 vol% (volume%) or more and is composed of one crystal grain. And the case where it consists of several coarse crystal grains is a substantially single crystal.
第2の発明である熱電変換材料の製造方法は、HfxPtySnzで表されるハーフホイスラー化合物を一方向凝固法により形成(合成)するように構成したものである。換言すれば、一方向凝固法により本発明に係るHfPtSn化合物を用いた組織を形成(合成)する工程を設けて構成されている。ここで、x、y、zは上記同様に、0.9<x<1.1、0.8<y<1.2、0.9<z<1.1の範囲の値であり、2.8<x+y+z<3.2を満たす。 Method for producing a thermoelectric conversion material is a second invention is configured to form (synthesize) the unidirectional solidification process a half-Heusler compound represented by Hf x Pt y Sn z. In other words, it is provided with a step of forming (synthesizing) a tissue using the HfPtSn compound according to the present invention by a unidirectional solidification method. Here, similarly to the above, x, y, and z are values in the ranges of 0.9 <x <1.1, 0.8 <y <1.2, and 0.9 <z <1.1. .8 <x + y + z <3.2.
第2の発明の熱電変換材料の製造方法は、HfxPtySnzで表されるハーフホイスラー化合物の合成を一方向凝固法により行なうことで、ハーフホイスラー化合物相以外の他の相(不純物)の共存を抑えて、共存相の体積率の小さいハーフホイスラー化合物の単相又は単結晶からなる組織、あるいは組成によっては単相又は単結晶に近い組織に近づけた構成とすることができるので、ハーフホイスラー化合物本来の固有の熱電特性、つまり熱起電力(ゼーベック係数)、電気伝導度及び熱伝導度を引き出し、熱電特性(ZT)を向上させることができる。単相化あるいは単結晶化により特に、ZTを導く分子をなす熱起電力αを飛躍的に向上させることができる。 Method for producing a thermoelectric conversion material of the second invention, Hf x synthesis of Pt half-Heusler compound represented by y Sn z by performing a unidirectional solidification process, other than the half-Heusler compound phase phase (impurity) The structure of a single phase or single crystal of a half-Heusler compound with a small volume fraction of the coexisting phase or a structure close to a single phase or a structure close to a single crystal can be used depending on the composition. The inherent thermoelectric characteristics of the Heusler compound, that is, the thermoelectromotive force (Seebeck coefficient), electrical conductivity, and thermal conductivity can be extracted to improve the thermoelectric characteristics (ZT). In particular, the thermoelectromotive force α that forms a molecule that induces ZT can be dramatically improved by the single phase or single crystallization.
さらに一方向凝固法によることで、合成時における微小な亀裂の発生を防止することができるので、密度が向上し、抵抗率ρが低く抑えられ、ZTを導く分子をなす電気伝導度σを効果的に向上させることができる。 Furthermore, by using the unidirectional solidification method, it is possible to prevent the generation of minute cracks during synthesis, so the density is improved, the resistivity ρ is kept low, and the electrical conductivity σ that forms the molecule leading to ZT is effective. Can be improved.
上記のように、第2の発明においては、熱起電力α及び電気伝導度σの向上を図ることができる。更には、元素の固溶置換による熱伝導度κの低減を図る場合にも第2の発明を有効に用いることができるため、ZTを飛躍的に向上させ、優れた熱電特性を有する熱電変換材料を作製することが可能である。 As described above, in the second invention, it is possible to improve the thermoelectromotive force α and the electrical conductivity σ. Furthermore, since the second invention can be used effectively also in the case of reducing the thermal conductivity κ by solid solution substitution of elements, a thermoelectric conversion material having dramatically improved ZT and having excellent thermoelectric properties. Can be produced.
また、本発明においては、ドーピングを行なわずにp型の熱電特性を得ることが可能であることが特徴の1つであり、環境負荷物質等の有害元素のドーピングに頼らない材料設計によってZTを向上でき、優れた熱電特性を得ることができる。 In addition, in the present invention, it is one of the features that p-type thermoelectric characteristics can be obtained without doping, and ZT can be achieved by material design that does not rely on doping of harmful elements such as environmentally hazardous substances. Can be improved, and excellent thermoelectric properties can be obtained.
第2の発明においては、HfPtSnで表されるハーフホイスラー化合物からなる単相もしくは略単相、又は単結晶もしくは略単結晶の組織に構成することが望ましい。既述のように、単相又は単結晶、あるいは単相又は単結晶に近づけた組織に構成されることで、ハーフホイスラー化合物が本来有する固有の熱電特性をより効果的に引き出すことができる。 In the second invention, it is desirable to form a single phase or substantially single phase composed of a half-Heusler compound represented by HfPtSn, or a single crystal or substantially single crystal structure. As described above, the intrinsic thermoelectric characteristics inherent in the half-Heusler compound can be more effectively brought out by being configured in a single phase or single crystal, or a structure close to a single phase or single crystal.
第2の発明においては、一方向凝固法によりハーフホイスラー化合物の組織を形成(合成)した後、さらに熱処理を施すことが効果的である。熱処理を加えることにより、ZTがより向上し、更に熱電特性の良好な熱電変換材料とすることが可能である。 In the second invention, it is effective to further heat-treat after forming (synthesizing) the structure of the half-Heusler compound by the unidirectional solidification method. By applying heat treatment, ZT can be further improved and a thermoelectric conversion material having excellent thermoelectric characteristics can be obtained.
前記一方向凝固法の中でも、浮遊帯溶融法(光学式浮遊帯溶融法を含む。)が効果的である。浮遊帯溶融法では、ハーフホイスラー化合物の組成に関わらず、微小な亀裂発生の大幅な低減と共に単相化又は単結晶化が可能であり、ハーフホイスラー化合物本来の固有の熱電特性を更に引き出することができ、ZTを飛躍的に高め、優れた熱電特性を有する熱電変換材料を作製することができる。 Among the unidirectional solidification methods, the floating zone melting method (including the optical floating zone melting method) is effective. In the floating zone melting method, regardless of the composition of the half-Heusler compound, it is possible to achieve single-phase or single-crystal formation while significantly reducing the occurrence of microcracks, and to further draw out the inherent thermoelectric properties inherent to the half-Heusler compound. ZT can be dramatically increased, and a thermoelectric conversion material having excellent thermoelectric properties can be produced.
本発明によれば、広い温度領域でp型の熱電特性を示す熱電変換材料、並びに、微小な亀裂の発生を抑えつつ、ハーフホイスラー化合物を単相もしくは単相に近い組織、又は単結晶もしくは単結晶に近い組織に構成することが可能であり、p型の熱電特性を向上させ得る熱電変換材料の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, a thermoelectric conversion material that exhibits p-type thermoelectric characteristics over a wide temperature range, and a half-Heusler compound that has a single phase or a structure close to a single phase, or a single crystal or a single phase while suppressing the occurrence of microcracks. It is possible to provide a method for producing a thermoelectric conversion material that can be configured in a structure close to a crystal and can improve p-type thermoelectric properties.
以下、本発明の熱電変換材料及びその製造方法について詳細に説明する。
本発明の熱電変換材料は、HfxPtySnzで表されるハーフホイスラー化合物を用いてなり、熱電特性の点で好ましくは、単相もしくは略単相、又は単結晶もしくは略単結晶に構成される。なお、Hf、Pt、及びSn以外の成分を更に含んでいてもよい。
Hereinafter, the thermoelectric conversion material of the present invention and the production method thereof will be described in detail.
The thermoelectric conversion material of the present invention comprises using a half-Heusler compound represented by Hf x Pt y Sn z, in terms of the thermoelectric properties preferably configured to single-phase or Ryakutansho, or single crystal or substantially single crystal Is done. In addition, you may further contain components other than Hf, Pt, and Sn.
本発明に係るHfPtSn化合物は、Hfの比率が0.9<x<1.1の範囲内であり、ptの比率が0.8<y<1.2の範囲内であり、Snの比率が0.9<z<1.1であって、2.8<x+y+z<3.2を満たすハーフホイスラー化合物である。 In the HfPtSn compound according to the present invention, the Hf ratio is in the range of 0.9 <x <1.1, the pt ratio is in the range of 0.8 <y <1.2, and the Sn ratio is It is a half-Heusler compound that satisfies 0.9 <z <1.1 and satisfies 2.8 <x + y + z <3.2.
更に、本発明に係るHfPtSn化合物の具体的な例としては、高い熱起電力が得られる点で、x=y=z=1、すなわちHfPtSnが好適に挙げられる。 Furthermore, as a specific example of the HfPtSn compound according to the present invention, x = y = z = 1, that is, HfPtSn is preferably mentioned in that a high thermoelectromotive force can be obtained.
本発明の熱電変換材料は、アーク溶解法などの従来から知られている方法を利用して作成することが可能である。中でも、一方向凝固法により形成する方法が好ましく、本発明の熱電変換材料の製造方法により最も好適に作製することができる。 The thermoelectric conversion material of the present invention can be prepared using a conventionally known method such as an arc melting method. Especially, the method of forming by the unidirectional solidification method is preferable, and it can produce most suitably with the manufacturing method of the thermoelectric conversion material of this invention.
本発明の熱電変換材料の製造方法は、一方向凝固法を用いることによって、HfxPtySnzで表されるハーフホイスラー化合物で構成された組織(単相、略単相、単結晶、または略単結晶からなる組織を含む。)、すなわち熱電変換特性に優れた相が(好ましくは主要な)構成相である組織を形成するものである。 Method for producing a thermoelectric conversion material of the present invention, by using the unidirectional solidification method, Hf x Pt y Sn z organization composed of a half-Heusler compounds represented (single phase, Ryakutansho, single crystal, or Including a structure composed of a substantially single crystal), that is, a structure in which a phase excellent in thermoelectric conversion characteristics is (preferably a main) constituent phase.
次に、一方向凝固法について説明する。
一方向凝固法は、固相/液相界面に最適な温度勾配を与え、結晶成長を一方向にコントロールして行なう方法であり、浮遊帯溶融法(光学式浮遊帯溶融法を含む。)やブリッジマン法、チョクラルスキー法などを挙げることができる。中でも、原料を溶融させるための容器が不要で溶融時の不純物混入を回避できる浮遊帯溶融法(特に光学式浮遊帯溶融法)が好ましい。光学式浮遊帯域溶融装置は、基本構造として溶融用の光源(ランプ)と楕円体鏡とを設けた構成となっており、ランプからの光を試料に集光して加熱、溶解することができる。
Next, the unidirectional solidification method will be described.
The unidirectional solidification method is a method in which an optimal temperature gradient is applied to the solid / liquid interface and the crystal growth is controlled in one direction, and includes a floating zone melting method (including an optical floating zone melting method) and the like. Examples include the Bridgeman method and the Czochralski method. Among these, a floating zone melting method (particularly an optical floating zone melting method) that does not require a container for melting the raw material and can avoid mixing impurities during melting is preferable. The optical floating zone melting apparatus has a structure in which a melting light source (lamp) and an ellipsoidal mirror are provided as a basic structure, and the light from the lamp can be condensed and heated and melted on a sample. .
以下、前記一方向凝固法について、好ましいものとして挙げた光学式浮遊帯溶融法を例に図1〜図2を参照して詳述する。図1は、光学式浮遊帯溶融法を利用した光学式浮遊帯域溶融装置の一例を上面からみたときの概略断面図であり、図2は、図1の光学式浮遊帯域溶融装置を側面からみたときの概略断面図である。 Hereinafter, the unidirectional solidification method will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of an optical floating zone melting apparatus using the optical floating zone melting method as viewed from above, and FIG. 2 is a side view of the optical floating zone melting apparatus of FIG. It is a schematic sectional drawing at the time.
図1及び図2に示すように、光学式浮遊帯域溶融装置は、内部中空で試料を入れる石英管1と、石英管1が軸心部に位置するようにして石英管1の少なくとも一部を取り囲むと共に、取り囲まれた石英管1から均等距離に同一幅の4個の楕円体鏡2を無端状に繋げて形成された浮遊帯溶解室4とで構成された浮遊帯溶融炉を備えている。4個の楕円体鏡2の曲面には各々、キセノンランプ3a〜3dが取付けられており、楕円体鏡2の室内側は鏡面処理が施されている。キセノンランプから照射されたキセノン光は、図1及び図2に示すように、鏡面処理された楕円体鏡2で反射して軸心部の石英管1に4方向から入射されるようになっている。 As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the optical floating zone melting apparatus includes a quartz tube 1 in which a sample is hollow and a quartz tube 1 is positioned at an axial center portion, and at least a part of the quartz tube 1 is placed in an axial center portion. A floating zone melting furnace comprising a floating zone melting chamber 4 formed by connecting four ellipsoidal mirrors 2 of equal width at an equal distance from the surrounded quartz tube 1 in an endless manner is provided. . Xenon lamps 3a to 3d are attached to the curved surfaces of the four ellipsoidal mirrors 2, respectively, and the interior side of the ellipsoidal mirror 2 is mirror-finished. As shown in FIGS. 1 and 2, the xenon light emitted from the xenon lamp is reflected by the mirror-finished ellipsoidal mirror 2 and is incident on the quartz tube 1 at the axial center from four directions. Yes.
光源には、キセノンランプ以外にハロゲンランプなどを使用でき、キセノンランプによる場合は、到達温度が高く、放電により光るために光がシャープである等の利点がある。つまり、点に集光にすると温度を均一にでき、温度勾配を急峻にすることが可能である。 As the light source, a halogen lamp or the like can be used in addition to the xenon lamp. When the xenon lamp is used, there are advantages such that the ultimate temperature is high and the light is sharp because the light is emitted by the discharge. That is, if the light is focused on the point, the temperature can be made uniform and the temperature gradient can be made steep.
石英管1は、乾燥脱酸素処理の後、図示しない一端から他端に向けてアルゴンガス等の不活性ガスを陽圧下で挿通し、金属蒸気などの汚れが蒸着しないようになっている。なお、陽圧にすることで、外部からの大気侵入が防止されている。 After the dry deoxygenation treatment, the quartz tube 1 is inserted with an inert gas such as argon gas from one end to the other end (not shown) under a positive pressure so that dirt such as metal vapor is not deposited. The positive pressure prevents the air from entering from the outside.
浮遊帯溶解室4の内部に位置する石英管1内には、図2に示すように、回転可能なフィードロッド(feed rod)5と回転可能なシードロッド(seed rod)6との間に加熱溶融により液相形成し得る液相領域(Molten Zone)7が設けられると共に、液相形成時にシードロッド6をフィードロッド5と共に(好ましくは回転させて)移動可能なようになっている。シードロッド6及びフィードロッド5は、アーク溶解にて作製した同一組成のロッド状インゴットである。 As shown in FIG. 2, the quartz tube 1 located inside the floating zone melting chamber 4 is heated between a rotatable feed rod 5 and a rotatable seed rod 6. A liquid phase region (Molten Zone) 7 capable of forming a liquid phase by melting is provided, and the seed rod 6 can be moved together with the feed rod 5 (preferably rotated) during the liquid phase formation. The seed rod 6 and the feed rod 5 are rod-shaped ingots having the same composition prepared by arc melting.
本実施形態では、楕円体鏡が4個の例を示したが、楕円体鏡が1個、2個の市販の装置を用いてもよい。楕円体鏡が4個の装置では4方向から加熱が行なえるため、均一な温度分布が得られる点で好適である。 In the present embodiment, an example in which the number of ellipsoidal mirrors is four has been described, but a commercially available apparatus having one or two ellipsoidal mirrors may be used. An apparatus with four ellipsoidal mirrors is suitable in that a uniform temperature distribution can be obtained because heating can be performed from four directions.
まず、アーク溶解等により長さ100〜200mm程度のロッド状に成形したハーフホイスラー化合物(HfPtSn;多相よりなるものである。)を2つ用意し、これらを図3に示すように、シードロッド6及びフィードロッド5に各々の端部が互いに接近する状態で配置する。この状態で、フィードロッド5の下端とシードロッド6の上端とが溶解し始めるまでキセノンランプのパワー(温度)を上昇させる。このとき、それぞれのロッドを相対的に逆方向となるように回転させる。溶解したら両ロッドを相互に逆方向に回転させたまま近づけて接触させ、液相領域7において融液部分を作る。このとき、図3に示すように、シードロッドとフィードロッドとの間に融液が表面張力で留まった状態になっている。そして、固相/液相界面が安定するまで30分程度保持した後、シードロッドとフィードロッドとの降下を開始する。シードロッド6の上側には、目的とする単相もしくは単相に近づいた組織、又は単結晶もしくは単結晶に近づいた組織のハーフホイスラー化合物(HfPtSn)が凝固・成長し、フィードロッド5の下端が更に溶融することで液相が補充される。このとき、帯状の融液部分は、表面張力で浮いた状態のまま下から上へ移動することにより、つまり相対的に各ロッドは下へ、光は上へ移動することにより化合物が成長する(このため、浮遊帯溶融法と呼ばれる。)。ここで、融液の量が一定に保持されるように(つまり、温度と温度勾配を一定保つように)キセノンランプのパワーを調節しながら目的とする結晶を成長させるのが重要である。各ロッドの降下速度を同じにすると、成長するインゴットの外径が一定に保たれる(フィードロッドの降下速度を速くし、かつ安定成長が可能であれば外径を太くすることができる。)。 First, two half-Heusler compounds (HfPtSn; consisting of multiple phases) formed into a rod shape having a length of about 100 to 200 mm by arc melting or the like are prepared. As shown in FIG. 6 and the feed rod 5 are arranged with their respective end portions approaching each other. In this state, the power (temperature) of the xenon lamp is increased until the lower end of the feed rod 5 and the upper end of the seed rod 6 begin to melt. At this time, the respective rods are rotated so as to be in opposite directions. When melted, the rods are brought into close contact with each other while rotating in opposite directions to form a melt portion in the liquid phase region 7. At this time, as shown in FIG. 3, the melt remains in the surface tension between the seed rod and the feed rod. Then, after holding for about 30 minutes until the solid phase / liquid phase interface is stabilized, the seed rod and the feed rod are started to descend. On the upper side of the seed rod 6, a target single phase or a structure close to a single phase, or a single crystal or a half-Heusler compound (HfPtSn) having a structure close to a single crystal is solidified and grown, and the lower end of the feed rod 5 is Further, the liquid phase is replenished by melting. At this time, the band-like melt portion moves from the bottom to the top while being floated by the surface tension, that is, each rod relatively moves downward, and the light moves upward so that the compound grows ( For this reason, it is called floating zone melting.) Here, it is important to grow the target crystal while adjusting the power of the xenon lamp so that the amount of the melt is kept constant (that is, the temperature and the temperature gradient are kept constant). If the lowering speed of each rod is the same, the outer diameter of the growing ingot is kept constant (the lowering speed of the feed rod can be increased and the outer diameter can be increased if stable growth is possible). .
上記のように、回転を加えることで攪拌が行なわれ、フィードロッド5及びシードロッド6を下降させることで、液相領域に覆い隠された固相/液晶界面において化合物相(又は金属相)の結晶が成長する。このようにして成長させて形成された組織は、ハーフホイスラー化合物(HfPtSn)が99vol%以上占める単相又は単結晶、あるいは組成によっては従来以上に単相又は単結晶に近づいた組織に構成されており、熱電変換材料として高い熱電特性を示すものである。 As described above, stirring is performed by applying rotation, and by lowering the feed rod 5 and the seed rod 6, the compound phase (or metal phase) of the compound phase (or metal phase) is hidden at the solid phase / liquid crystal interface covered by the liquid phase region. Crystal grows. The structure formed by growing in this way is composed of a single phase or single crystal in which the half-Heusler compound (HfPtSn) occupies 99 vol% or more, or a structure closer to a single phase or single crystal than before depending on the composition. Therefore, it exhibits high thermoelectric properties as a thermoelectric conversion material.
(光学式)浮遊帯溶融法による場合、凝固の組織形態を制御する最も重要な因子は「固相/液相界面の形態」であり、固相/液相界面の温度勾配、各元素の平衡分配、原子拡散などの因子の影響を受けやすく、特に温度勾配は外的に定量的な調整が比較的可能であって、凝固速度、攪拌速度により調整することが可能である。また、光源のランプパワーによっても間接的に調節が可能である。よって、2つのロッド状インゴット(フィードロッド5及びシードロッド6)の回転速度(すなわち攪拌速度)、フィードロッド6の移動速度(すなわち凝固速度)を調整して、液相領域の温度勾配の条件を制御することにより、好適に熱電特性をコントロールすることができる。 In the case of the (optical) floating zone melting method, the most important factor for controlling the solidification tissue morphology is the “solid phase / liquid phase interface morphology”, the temperature gradient of the solid phase / liquid phase interface, and the equilibrium of each element. It is easily affected by factors such as distribution and atomic diffusion, and in particular, the temperature gradient can be relatively quantitatively adjusted externally, and can be adjusted by the solidification rate and the stirring rate. It can also be indirectly adjusted by the lamp power of the light source. Therefore, by adjusting the rotational speed (ie, stirring speed) of the two rod-shaped ingots (feed rod 5 and seed rod 6) and the moving speed (ie, solidification speed) of the feed rod 6, the temperature gradient conditions in the liquid phase region can be adjusted. By controlling, the thermoelectric characteristics can be suitably controlled.
上記において、最適な凝固、成長条件、具体的には最適な攪拌速度、凝固速度の条件は、固相/液相界面の状態に強く依存し、試料(化合物相)各々に唯一であるがその最適な条件(固相/液相界面における最適な温度勾配)を作り出すための装置側の条件が用いる個々の装置によって異なるため、場合により相違する。つまり、ランプの種類や数、配置、並びに楕円体鏡の形状や材質、試料までの光路の取り方などの諸因子により試料に与える温度分布が異なるので、最適な攪拌速度、凝固速度の条件も異なる。一般には、攪拌速度は10〜50r.p.m.の範囲が好適であり、より好ましくは25〜45r.p.m.の範囲である。凝固速度は1〜50mm/hの範囲が好適であり、より好ましくは5〜20mm/hの範囲である。また、温度勾配については、図3の破線で示すように、液相部位の液相量(幅)が均一でまっすぐな棒状となるように調整することが好ましい。 In the above, the optimum solidification and growth conditions, specifically, the optimum stirring speed and solidification speed condition strongly depend on the state of the solid phase / liquid phase interface and are unique to each sample (compound phase). The conditions on the apparatus side for producing the optimum conditions (optimum temperature gradient at the solid phase / liquid phase interface) vary depending on the individual apparatuses used, and therefore differ depending on the case. In other words, the temperature distribution given to the sample varies depending on factors such as the type and number of lamps, the arrangement, the shape and material of the ellipsoidal mirror, and the method of taking the optical path to the sample. Different. In general, the stirring speed is preferably in the range of 10 to 50 rpm, and more preferably in the range of 25 to 45 rpm. The solidification rate is preferably in the range of 1 to 50 mm / h, more preferably in the range of 5 to 20 mm / h. The temperature gradient is preferably adjusted so that the liquid phase amount (width) of the liquid phase portion is uniform and straight as shown by the broken line in FIG.
温度勾配を制御する方法には、楕円体鏡2によって試料の1点に集光された光の量を一部分遮蔽する方法が挙げられる。具体的には、上下に2分割されたアルミナ管で石英管1を外側から包み込むように覆い、その分割部分を試料の中心部(楕円体鏡2の1つの焦点部分)を基準にして合わせ、開口する量によって試料に到達する光量を調節する。中心の基準に対して上下対象となるように開口させると、上下に略対称な温度勾配が得られる。場合によっては、上下で温度勾配のプロファイルを変えることもできる。 As a method for controlling the temperature gradient, there is a method in which the amount of light collected at one point of the sample by the ellipsoidal mirror 2 is partially shielded. Specifically, the quartz tube 1 is covered with an alumina tube divided into two parts in the vertical direction so that the quartz tube 1 is wrapped from the outside, and the divided part is aligned with respect to the center of the sample (one focal part of the ellipsoidal mirror 2), The amount of light reaching the sample is adjusted by the amount of opening. When the aperture is opened so as to be a vertical target with respect to the center reference, a substantially symmetrical temperature gradient is obtained in the vertical direction. In some cases, the profile of the temperature gradient can be changed up and down.
本発明に係るHfPtSn化合物は、いずれの組成に構成されている場合も上記と同様の方法によって、従来以上にZTが高く優れた熱電特性を有する熱電変換材料を作製することができる。 The HfPtSn compound according to the present invention can produce a thermoelectric conversion material having a higher ZT than the conventional one and excellent thermoelectric properties by the same method as described above, regardless of the composition.
本発明においては、上記した光学式浮遊帯域溶融装置以外に、一方向凝固法を利用できる他の装置を適宜選択することができる。 In the present invention, in addition to the optical floating zone melting apparatus described above, other apparatuses that can use the unidirectional solidification method can be appropriately selected.
以下、実施例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下に示す実施例において、本発明に係る光学式浮遊帯溶融法を「OFZ as-grown」又は「OFZ法」と、従来法として挙げたアーク溶解法を「arc-melt」と、これに更に熱処理を施した場合を「arc-melt annealed」と略記することがある。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these Examples. In the following examples, the optical floating zone melting method according to the present invention is “OFZ as-grown” or “OFZ method”, and the arc melting method cited as the conventional method is “arc-melt”. The case where the heat treatment is further performed may be abbreviated as “arc-melt annealed”.
まず、本発明の熱電変換材料について、実施例を示してより具体的に示す。
(実施例1)
アーク溶解法による常法によりHfPtSn化合物をアーク溶製し、アーク溶製後1200℃(1473K)で72時間アニール処理して、HfPtSn(x=y=z=1)のアーク熱処理材(arc-melt annealed)を得た。
First, the thermoelectric conversion material of the present invention will be described more specifically with reference to examples.
Example 1
A HfPtSn compound is arc-melted by a conventional method using arc melting, and annealed at 1200 ° C. (1473 K) for 72 hours after arc melting to produce an arc heat treatment material (arc-melt) of HfPtSn (x = y = z = 1). annealed).
(比較例1〜4)
アーク溶解法による常法により、ZrPdSn及びZrPtSnのインゴットをアーク溶製し、アーク溶製された各インゴットを粉砕して粉末状にし、ホットプレスを用いて50MPaで5時間圧粉焼結して、ZrPdSn材(比較例1)及びZrPtSn材(比較例2)を得た。また、得られたZrPdSn材、ZrPtSn材の一部を1200℃(1473K)で72時間アニール処理し、ZrPdSn熱処理材(比較例3)及びZrPtSn熱処理材(比較例4)を得た。
(Comparative Examples 1-4)
ZrPdSn and ZrPtSn ingots are arc-melted by a conventional method using an arc melting method, and each arc-made ingot is pulverized into a powder form, and compacted and sintered at 50 MPa for 5 hours using a hot press, A ZrPdSn material (Comparative Example 1) and a ZrPtSn material (Comparative Example 2) were obtained. Further, a part of the obtained ZrPdSn material and ZrPtSn material was annealed at 1200 ° C. (1473 K) for 72 hours to obtain a ZrPdSn heat-treated material (Comparative Example 3) and a ZrPtSn heat-treated material (Comparative Example 4).
(評価1)
−1.熱起電力(ゼーベック係数)の評価−
実施例1で得たアーク熱処理材、並びに比較例1〜4で得たZrPdSn材、ZrPdSn熱処理材、ZrPtSn材及びZrPtSn熱処理材に対し、アルバック理工(株)製のZEM−1を用いて、各々のゼーベック係数を測定した。具体的には、熱起電力(ゼーベック係数;α)は、2つの電極を用いて両電極間に発生する熱起電力と電極間の温度差とを測定して単位温度あたりの熱起電力を算出することにより求めた。そして、得られた値と温度との関係図を作成し、これらの温度依存性を評価した。熱起電力(ゼーベック係数)を図4及び図5に示す。
(Evaluation 1)
-1. Evaluation of thermoelectromotive force (Seebeck coefficient)
For the arc heat treatment material obtained in Example 1 and the ZrPdSn material, ZrPdSn heat treatment material, ZrPtSn material and ZrPtSn heat treatment material obtained in Comparative Examples 1 to 4, using ZEM-1 manufactured by ULVAC-RIKO Co., Ltd. The Seebeck coefficient was measured. Specifically, the thermoelectromotive force (Seebeck coefficient; α) is obtained by measuring the thermoelectromotive force generated between both electrodes using two electrodes and the temperature difference between the electrodes, and calculating the thermoelectromotive force per unit temperature. Obtained by calculating. And the relationship diagram of the obtained value and temperature was created, and these temperature dependence was evaluated. The thermoelectromotive force (Seebeck coefficient) is shown in FIGS.
図4に示すように、HfPtSnのアーク熱処理材「◇」では、室温から1000Kに至る広い温度領域において熱起電力(ゼーベック係数)は正の値を示し、p型の熱電特性を持つことが認められた。すなわち、ドーピングや元素添加を行なうことなく、安定的にp型の熱電特性を示すハーフホイスラー化合物を得ることができた。 As shown in FIG. 4, in the heat treatment material “◇” of HfPtSn, the thermoelectromotive force (Seebeck coefficient) is positive in a wide temperature range from room temperature to 1000 K, and has p-type thermoelectric characteristics. It was. That is, it was possible to obtain a half-Heusler compound stably exhibiting p-type thermoelectric characteristics without doping or element addition.
これに対し、比較のZrPdSn材、ZrPdSn熱処理材、ZrPtSn材及びZrPtSn熱処理材は、図5に示すように、熱起電力は450K〜550K付近をピークに温度上昇と共に著しく低下し、600K付近より高温の温度領域では良好な熱起電力を確保できなかった。また、ZrPdSn組成では、室温から750K付近まではp型特性を示したが、更に高温領域ではn型に遷移してしまい、ZrPtSn組成ではn型遷移には至らないものの、熱起電力は0(ゼロ)まで低下してしまった。 On the other hand, in the comparative ZrPdSn material, ZrPdSn heat-treated material, ZrPtSn material and ZrPtSn heat-treated material, as shown in FIG. In the temperature range, a good thermoelectromotive force could not be secured. Further, the ZrPdSn composition showed p-type characteristics from room temperature to around 750 K, but further transitioned to n-type in a higher temperature region, and the ZrPtSn composition did not lead to n-type transition, but the thermoelectromotive force was 0 ( To zero).
次に、本発明の熱電変換材料の製造方法(すなわち一方向凝固法)について、実施例を示してより具体的に示す。 Next, the method for producing the thermoelectric conversion material of the present invention (that is, the unidirectional solidification method) will be described more specifically with reference to examples.
(実施例2)
まず、図1〜図2に示すように、試料を入れて浮遊帯溶融法により合成を行なう空間を形成する石英管1と、石英管1が軸心部に位置するようにして石英管1の少なくとも一部を取り囲むと共に、取り囲まれた石英管1から均等距離に同一幅の4個の楕円体鏡2を無端状に繋げて形成された浮遊帯溶解室4とで構成された浮遊帯溶融炉を備えた装置を用意した。この浮遊帯溶融炉には、4個の楕円体鏡2の曲面に各々キセノンランプ3a〜3dが設けられ、楕円体鏡2の室内側となる内壁は鏡面処理が施されて、キセノンランプから照射されたキセノン光が、図1及び図2に示すように、鏡面処理された内壁面で反射して軸心部の石英管1に入射、石英管内の試料を加熱できるようになっている。
(Example 2)
First, as shown in FIGS. 1 to 2, a quartz tube 1 that forms a space in which a sample is put and is synthesized by a floating zone melting method, and the quartz tube 1 is positioned so that the quartz tube 1 is positioned at the axial center. A floating zone melting furnace comprising at least a part and a floating zone melting chamber 4 formed by connecting four ellipsoidal mirrors 2 of equal width at an equal distance from the surrounded quartz tube 1 in an endless manner. A device equipped with was prepared. In this floating zone melting furnace, xenon lamps 3a to 3d are provided on the curved surfaces of the four ellipsoidal mirrors 2, respectively, and the inner wall on the indoor side of the ellipsoidal mirror 2 is subjected to mirror surface treatment and irradiated from the xenon lamps. As shown in FIGS. 1 and 2, the xenon light thus reflected is reflected by the mirror-treated inner wall surface and is incident on the quartz tube 1 at the axial center, thereby heating the sample in the quartz tube.
浮遊帯溶解室4の内部に位置する石英管1内には、図2に示すように、回転可能なフィードロッド(feed rod)5と回転可能なシードロッド(seed rod)6との間に加熱溶融により液相形成し得る液相領域(Molten Zone)7が設けられると共に、液相形成時にシードロッド6をフィードロッド5と共に(好ましくは回転させて)移動可能なようになっている。 As shown in FIG. 2, the quartz tube 1 located inside the floating zone melting chamber 4 is heated between a rotatable feed rod 5 and a rotatable seed rod 6. A liquid phase region (Molten Zone) 7 capable of forming a liquid phase by melting is provided, and the seed rod 6 can be moved together with the feed rod 5 (preferably rotated) during the liquid phase formation.
まず、アーク溶解により長さ約100mm、径φ10mmの棒状体にアーク溶製した2つのHfPtSn化合物(多相からなるもの)を用意し、これらを図3に示すように、シードロッド6及びフィードロッド5として各々の端部が互いに接近する状態で配置した。なお、アーク溶解は常法に準じて行なった。 First, two HfPtSn compounds (consisting of multiple phases) prepared by arc melting into a rod-shaped body having a length of about 100 mm and a diameter of 10 mm by arc melting were prepared. As shown in FIG. 5, each end portion was arranged close to each other. Arc melting was performed according to a conventional method.
この状態で、フィードロッド5の下端とシードロッド6の上端とが溶解し始めるまでキセノンランプのパワー(温度)を上昇させると共に、両ロッドの回転方向が相対的に逆向きになるように回転させた。溶解したら両ロッドの各々を45r.p.m.の回転速度で相互に逆回転させたまま近づけて接触させ、液相領域7において融液部分を作り、固相/液相界面が安定するまで30分程度保持した後、シードロッドとフィードロッドとを5mm/hの移動速度にて降下した。シードロッド6の上部には、単相組織のハーフホイスラー化合物〔HfPtSn(x=y=z=1)〕が凝固・成長し、本発明のHfPtSn熱電材料(OFZ材;OFZ as-grown)を得た。 In this state, the power (temperature) of the xenon lamp is increased until the lower end of the feed rod 5 and the upper end of the seed rod 6 begin to melt, and the rods are rotated so that the rotational directions of the rods are relatively opposite to each other. It was. Once dissolved, each rod is brought into close contact with each other at a rotational speed of 45 rpm to create a melt in the liquid phase region 7 until the solid phase / liquid phase interface is stabilized. After holding for about 30 minutes, the seed rod and the feed rod were lowered at a moving speed of 5 mm / h. A half-Heusler compound [HfPtSn (x = y = z = 1)] having a single-phase structure is solidified and grown on the seed rod 6 to obtain the HfPtSn thermoelectric material (OFZ material; OFZ as-grown) of the present invention. It was.
なお、安定に結晶成長させるためには固相/液相界面における温度勾配を適性かつ一定に保つ必要があるが、実際には温度や温度勾配を測定できないことから、本実施例では、液相の量(幅)を目安とし、図3の破線で示すように一定幅(一定量)の液相が保持されるように、キセノンランプのパワーの微調整を行なった。また、必要に応じてフィードロッドの移動速度も微調整するようにした。 In order to stably grow crystals, the temperature gradient at the solid phase / liquid phase interface must be kept appropriate and constant. However, since the temperature and temperature gradient cannot actually be measured, in this example, the liquid phase As a guide, the power of the xenon lamp was finely adjusted so that a liquid phase having a certain width (a certain amount) was maintained as indicated by a broken line in FIG. Also, the moving speed of the feed rod is finely adjusted as necessary.
(比較例5〜6)
アーク溶解法によりアーク溶製した、HfPtSn(x=y=z=1)の組成よりなるHfPtSn化合物(アーク材(arc-melt);比較例5)及び、同様にアーク溶製した後1200℃(1473K)で72時間アニール処理したHfPtSn化合物(アーク熱処理材(arc-melt annealed);比較例6)を得、比較用のHfPtSn熱電材料とした。
(Comparative Examples 5-6)
HfPtSn compound (arc-melt) having a composition of HfPtSn (x = y = z = 1) and arc melting by the arc melting method (Comparative Example 5), and 1200 ° C. after arc melting in the same manner ( HfPtSn compound (arc-melt annealed; Comparative Example 6) annealed at 1473K for 72 hours was obtained as a comparative HfPtSn thermoelectric material.
(評価2)
−2.組織の評価−
実施例2で得たOFZ材(OFZ as-grown;本発明のHfPtSn熱電材料)、並びに比較例5、6で得たアーク材(arc-melt)、アーク熱処理材(arc-melt annealed)に対し、走査型電子顕微鏡を用いて背面反射電子像(BEI)を撮影し、目視観察により組織を評価した。背面反射電子像(BEI)を図6に示す。
(Evaluation 2)
-2. Evaluation of the organization
For the OFZ material (OFZ as-grown; HfPtSn thermoelectric material of the present invention) obtained in Example 2 and the arc material (arc-melt) and arc heat-treated material (arc-melt annealed) obtained in Comparative Examples 5 and 6 A backscattered electron image (BEI) was photographed using a scanning electron microscope, and the tissue was evaluated by visual observation. A backscattered electron image (BEI) is shown in FIG.
評価の結果、図6(c)に示すように、OFZ法を用いた本発明のOFZ材は、亀裂の発生が飛躍的に抑えられ、ほぼ単相の組織とすることができた(HfPtSnは体積率で99%以上)。 As a result of the evaluation, as shown in FIG. 6 (c), the OFZ material of the present invention using the OFZ method was able to dramatically reduce the occurrence of cracks and have a substantially single-phase structure (HfPtSn is 99% or more by volume).
これに対し、図6(a)に示すように、比較のアーク材は、凝固速度が極めて速いことから凝固過程に大きく依存して非平衡状態で組織が形成され、熱電材料も2相以上が共存する多相組織である。すなわち、グレーのコントラストを持つハーフホイスラー型HfPtSn相と白いコントラストを持つHfPt相との2相組織である。また、図6(b)に示すように、均一化するための熱処理を行なったアーク熱処理材でもHfPtSn相の単相組織を形成することは困難であり、しかも黒いコントラストで示される、凝固による欠陥が多量に観察された。また、比較の両者には微小な亀裂も認められた。 On the other hand, as shown in FIG. 6 (a), the comparative arc material has a very rapid solidification rate, so that a structure is formed in a non-equilibrium state greatly depending on the solidification process, and the thermoelectric material has two or more phases. It is a multiphase organization that coexists. That is, it is a two-phase structure of a half-Heusler type HfPtSn phase having a gray contrast and an HfPt phase having a white contrast. In addition, as shown in FIG. 6B, it is difficult to form a single-phase structure of HfPtSn phase even with an arc heat treatment material that has been subjected to heat treatment for homogenization, and defects due to solidification indicated by black contrast Was observed in large quantities. In addition, micro cracks were also observed in both comparisons.
−3.熱起電力(ゼーベック係数)の測定・評価−
実施例2で得た本発明のOFZ材、及び比較例6で得たアーク熱処理材に対し、アルバック理工(株)製のZEM−1を用いて、各々のゼーベック係数を測定した。測定は、熱処理後のアーク熱処理材を比較として用いた。具体的には、熱起電力(ゼーベック係数;α)は、2つの電極を用いて両電極間に発生する熱起電力と電極間の温度差とを測定して単位温度あたりの熱起電力を算出することにより求めた。そして、得られた値と温度との関係図(図4)を作成し、これらの温度依存性を評価した。熱起電力(ゼーベック係数)は図4に示す。
-3. Measurement and evaluation of thermoelectromotive force (Seebeck coefficient)
For the OFZ material of the present invention obtained in Example 2 and the arc heat-treated material obtained in Comparative Example 6, each Seebeck coefficient was measured using ZEM-1 manufactured by ULVAC-RIKO. For the measurement, an arc heat treated material after heat treatment was used as a comparison. Specifically, the thermoelectromotive force (Seebeck coefficient; α) is obtained by measuring the thermoelectromotive force generated between both electrodes using two electrodes and the temperature difference between the electrodes, and calculating the thermoelectromotive force per unit temperature. Obtained by calculating. And the relationship figure (FIG. 4) of the obtained value and temperature was created, and these temperature dependence was evaluated. The thermoelectromotive force (Seebeck coefficient) is shown in FIG.
図4に示すように、広い温度領域で熱起電力(ゼーベック係数)は正の値を示し、HfPtSn合金はp型の熱電特性を持つことが認められた。室温(300K付近)からおよそ800Kまでの温度領域では、アーク熱処理材の熱起電力が150μV/K以下であるのに対して、OFZ材は200〜225μV/Kの優れた熱起電力(ゼーベック係数)を示し、特に800K付近で熱起電力の極大ピークを示す。これは、OFZ法により単相化した効果に加えて、凝固欠陥が抑制されたために、従来のアーク熱処理材よりも優れた熱起電力が得られるものと推察される。 As shown in FIG. 4, the thermoelectromotive force (Seebeck coefficient) was positive in a wide temperature range, and it was confirmed that the HfPtSn alloy has p-type thermoelectric characteristics. In the temperature range from room temperature (around 300 K) to about 800 K, the thermal electromotive force of the arc heat treatment material is 150 μV / K or less, whereas the OFZ material has an excellent thermoelectromotive force (Seebeck coefficient) of 200 to 225 μV / K. In particular, a maximum peak of thermoelectromotive force is shown at around 800K. This is presumed that, in addition to the effect of single phase formation by the OFZ method, solidification defects are suppressed, so that a thermoelectromotive force superior to that of the conventional arc heat treatment material can be obtained.
以上のように、HfPtSn相で構成される熱電材料は、ドーピングや元素添加を行なわない3元系で得られ、p型の熱電特性を示すハーフホイスラー化合物として有用であり、200μV/Kを超える優れた熱起電力を得ることができた。 As described above, the thermoelectric material composed of the HfPtSn phase is obtained as a ternary system in which doping and element addition are not performed, and is useful as a half-Heusler compound exhibiting p-type thermoelectric properties, and has an excellent value exceeding 200 μV / K. The thermoelectromotive force could be obtained.
以上のように、浮遊帯溶融法による合成にて微小な亀裂が少なく単相もしくは単結晶あるいは単相もしくは単結晶に近づいた組織を持つハーフホイスラー合金が得られ、熱電特性のうち電気的な特性〔すなわちZTの分子(パワーファクター)α2σ〕を大幅に向上させることができた。すなわち、浮遊帯溶融法(一方向凝固法)により、単相化又は単結晶化を容易に行なえると共に、ゆっくりと凝固、育成が可能であり、凝固収縮に伴なう熱応力が抑制されて微小亀裂の発生が抑えられ、ハーフホイスラー化合物が本来有する固有の電気的な特性を引き出すことができた。 As described above, a half-Heusler alloy with a single-phase or single-crystal structure or a structure close to a single-phase or single crystal is obtained by synthesis by the floating zone melting method. [In other words, the ZT molecule (power factor) α 2 σ] could be greatly improved. In other words, the floating zone melting method (unidirectional solidification method) makes it easy to single-phase or crystallize, and can slowly solidify and grow, and the thermal stress accompanying solidification shrinkage is suppressed. The generation of microcracks was suppressed, and the inherent electrical characteristics inherent in the half-Heusler compound could be extracted.
上記の結果をもとに、HfPtSn熱電材料のパワーファクター(α2σ)の温度依存性を図7に示す。およそ500K付近で最大値を示し、本発明のOFZ材のパワーファクターは0.3mW/K2mに満たないものの、ドーピングや元素添加によることなく、従来のアーク溶解法により得られたアーク熱処理材(0.15mW/K2m)との比較において良好な向上効果が得られた。なお、p型として知られるTiFeSbと比べて高い値を示すものである。 Based on the above results, the temperature dependence of the power factor (α 2 σ) of the HfPtSn thermoelectric material is shown in FIG. An arc heat treatment material obtained by the conventional arc melting method, which shows a maximum value in the vicinity of about 500 K, and the power factor of the OFZ material of the present invention is less than 0.3 mW / K 2 m, but without doping or addition of elements. A good improvement effect was obtained in comparison with (0.15 mW / K 2 m). In addition, a high value is shown compared with TiFeSb known as p-type.
−4.熱伝導率及び無次元性能指数ZTの評価−
実施例1で得た本発明のHfPtSn熱電材料(OFZ材)について、レーザーフラッシュ法を用いた常法により熱拡散率と比熱の測定を行なって熱伝導率を求め、熱伝導率の温度との関係図(図8)を作成した。
-4. Evaluation of thermal conductivity and dimensionless figure of merit ZT
About the HfPtSn thermoelectric material (OFZ material) of the present invention obtained in Example 1, the thermal diffusivity and specific heat are measured by a conventional method using a laser flash method to determine the thermal conductivity, and the temperature of the thermal conductivity is calculated. A relationship diagram (FIG. 8) was created.
また更に、これらの値から各温度でのZTを求めたときのZTと温度との関係図を作成し、ZTの温度依存性を評価した。ZTを図9に示す。ZTは、性能指数(Z;=α2/ρκ)と呼ばれる因子を温度(T)で無次元化した無次元性能指数であり、熱電材料を評価することができる。 Furthermore, a relationship diagram between ZT and temperature when ZT at each temperature was obtained from these values was prepared, and the temperature dependence of ZT was evaluated. ZT is shown in FIG. ZT is a dimensionless figure of merit obtained by making a factor called a figure of merit (Z; = α 2 / ρκ) dimensionless by temperature (T), and can evaluate a thermoelectric material.
図8に示すように、室温付近の熱伝導率はおよそ15W/mKの比較的高い値を示すが、温度上昇に伴なって著しく減少する温度依存性を有する。中温度領域より高温側では比較的低い値を示す。 As shown in FIG. 8, the thermal conductivity near room temperature shows a relatively high value of about 15 W / mK, but has a temperature dependency that significantly decreases as the temperature rises. A relatively low value is shown on the higher temperature side than the middle temperature range.
ZTは、図9に示すように、700〜800K付近で最大となる温度依存性を示し、この温度依存性は高温領域で使用する熱電変換材料として有用であり、最大でのZT値は0.03を超えていた。 As shown in FIG. 9, ZT shows a temperature dependency that is maximum in the vicinity of 700 to 800 K. This temperature dependency is useful as a thermoelectric conversion material used in a high temperature region, and the maximum ZT value is 0. It was over 03.
上記では、特にHfPtSn(x=y=z=1)の組成とした場合を中心に説明したが、これら以外のHfxPtySnzで表されるハーフホイスラー化合物に含まれる他の組成とした場合も同様であり、また、上記と同様の方法によって温度勾配、具体的には攪拌速度、移動速度を適宜選択して凝固速度を制御することで、高い熱電特性を有する熱電変換材料を得ることが可能である。
また、OFZ材で作製した単相、略単相、単結晶、または略単結晶を粉砕してから、ホットプレスで焼結させることも可能である。
In the above description about the particular case of a composition of HfPtSn (x = y = z = 1), and the other composition contained in the half-Heusler compounds represented by other Hf x Pt y Sn z The same applies to the case, and a thermoelectric conversion material having high thermoelectric properties can be obtained by controlling the solidification rate by appropriately selecting the temperature gradient, specifically the stirring speed and the moving speed, by the same method as described above. Is possible.
It is also possible to sinter a single phase, a substantially single phase, a single crystal, or a substantially single crystal made of an OFZ material and then sinter by hot pressing.
本発明の熱電変換材料は、排熱などを利用して温度差を与えたときに熱電変換によって熱エネルギーを電気エネルギー(起電力)に直接変換できる熱電モジュールなどを構成する熱電変換材料の材料として好適に用いることができる。 The thermoelectric conversion material of the present invention is a material of a thermoelectric conversion material that constitutes a thermoelectric module that can directly convert thermal energy into electric energy (electromotive force) by thermoelectric conversion when a temperature difference is given using exhaust heat or the like. It can be used suitably.
1…石英管
4…浮遊帯溶解室
3a,3b,3c,3d…キセノンランプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Quartz tube 4 ... Floating zone dissolution chamber 3a, 3b, 3c, 3d ... Xenon lamp
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005278773A JP4533294B2 (en) | 2005-09-26 | 2005-09-26 | Thermoelectric conversion material and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005278773A JP4533294B2 (en) | 2005-09-26 | 2005-09-26 | Thermoelectric conversion material and manufacturing method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007088395A JP2007088395A (en) | 2007-04-05 |
| JP4533294B2 true JP4533294B2 (en) | 2010-09-01 |
Family
ID=37975044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005278773A Expired - Fee Related JP4533294B2 (en) | 2005-09-26 | 2005-09-26 | Thermoelectric conversion material and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4533294B2 (en) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3643397B2 (en) * | 1995-01-25 | 2005-04-27 | 株式会社ケイイーディー | Floating zone melting device |
| JP3203383B2 (en) * | 1999-05-20 | 2001-08-27 | 広島大学長 | Thermoelectric material and thermoelectric conversion element |
| JP2001189495A (en) * | 1999-12-28 | 2001-07-10 | Yamaguchi Industrial Promotion Foundation | Combination method of atoms constituting thermoelectric conversion material |
| JP4504523B2 (en) * | 2000-07-13 | 2010-07-14 | 旭化成株式会社 | Thermoelectric material and manufacturing method thereof |
| JP2004356607A (en) * | 2002-11-12 | 2004-12-16 | Toshiba Corp | Thermoelectric conversion material and thermoelectric conversion element |
| JP2005019713A (en) * | 2003-06-26 | 2005-01-20 | Rikogaku Shinkokai | M1-xAx/Ni1-yBy/Snz-1Cz-BASED HALF-HEUSLER TYPE THERMOELECTRIC MATERIAL FOR HIGH TEMPERATURE AND ITS MANUFACTURING METHOD |
-
2005
- 2005-09-26 JP JP2005278773A patent/JP4533294B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2007088395A (en) | 2007-04-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4198055B2 (en) | Method for manufacturing a device for direct thermoelectric energy conversion | |
| Liang et al. | Ultra-fast synthesis and thermoelectric properties of Te doped skutterudites | |
| Zheng et al. | High thermoelectric performance of mechanically robust n-type Bi 2 Te 3− x Se x prepared by combustion synthesis | |
| JP5333001B2 (en) | Thermoelectric material and manufacturing method thereof | |
| JP5157269B2 (en) | Thermoelectric material and manufacturing method thereof | |
| JP2009277735A (en) | Method of manufacturing thermoelectric material | |
| Wang et al. | A route to high thermoelectric performance of lead chalcogenides: enhancing carrier mobility | |
| Kyratsi et al. | Highly anisotropic crystal growth and thermoelectric properties of K 2 Bi 8− x Sb x Se 13 solid solutions: Band gap anomaly at low x | |
| JP5281308B2 (en) | Thermoelectric material and manufacturing method thereof | |
| EP1728880A1 (en) | Improved p-type thermoelectric materials, a process for their manufacture and uses thereof | |
| JP4515279B2 (en) | Thermoelectric conversion material and manufacturing method thereof | |
| JP5352860B2 (en) | Thermoelectric material and manufacturing method thereof | |
| JP4533294B2 (en) | Thermoelectric conversion material and manufacturing method thereof | |
| JP5099976B2 (en) | Method for producing thermoelectric conversion material | |
| Truong | Thermoelectric properties of higher manganese silicides | |
| JP4775055B2 (en) | Thermoelectric conversion material and manufacturing method thereof | |
| Jigi et al. | Microstructure evolution and thermoelectric behaviour of directionally solidified Bi2Te3 based multiphase thermoelectric | |
| JP5563024B2 (en) | Thermoelectric conversion material and thermoelectric conversion module using the same | |
| Nakamura et al. | Mg2Si thermoelectric device fabrication with reused-silicon | |
| JP5448942B2 (en) | Thermoelectric conversion material | |
| Hmood et al. | Structural, characterization and electrical properties of AgPbmSbTem+ 2 compounds synthesized through a solid-state microwave technique | |
| Das et al. | Cu2ZnSnSe4 photovoltaic absorber grown by vertical gradient freeze technique | |
| Shigeeda et al. | Growth and thermoelectric characterization of chalcopyrite ZnSnSb2 with pseudocubic structure | |
| Le Tonquesse et al. | Processing of Thermoelectric Transition Metal Silicides Towards Module Development | |
| WO2024257738A1 (en) | Novel thermoelectric conversion molten synthetic body and use thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080111 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080123 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100601 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100603 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100611 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4533294 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130618 Year of fee payment: 3 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130618 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |