特許6222666IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

Mg−Si系熱電変換材料及びその製造方法、並びにそのMg−Si系熱電変換材料を用いた熱電変換用焼結体、熱電変換素子、及び熱電変換モジュール

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

ところで、Mg−Si系熱電変換材料は主としてMg及びSiからなるものであるが、特性を改善するため、Mg、Si以外の他の元素を含有させることも広く行われている。例えば特許文献3では、Mg、SiのほかにSbを含有させることで、熱電変換性能や高温耐久性が向上する旨が報告されている。 しかし、本件発明者らが確認したところ、Sbを含有させた場合には、熱電変換材料の焼結体を製造する際、あるいは焼結体から所定の大きさの熱電変換部用の焼結体を切り出す際にクラックが発生し易いという問題があった。 本発明は、このような従来の課題に鑑みて提案されたものであり、熱電変換材料の焼結体を製造する際、あるいは焼結体から所定の大きさの熱電変換部用の焼結体を切り出す際にクラックが発生し難いために歩留まりが高く、しかもサイズの大きな焼結体の場合には1つの焼結体から多数の熱電変換部用の焼結体を切り出し可能な生産性の高い製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、安定した高い熱電変換性能を有するMg−Si系熱電変換材料、そのMg−Si系熱電変換材料を用いた熱電変換用焼結体、耐久性に優れた熱電変換素子、及び熱電変換モジュールを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明者らは、課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、Mg−Si系熱電変換材料の溶融合成時にMg、Siのほかに少なくともSb、Znを混合すれば課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のものを提供する。
【発明の効果】
本発明によれば、熱電変換材料の焼結体を製造する際、あるいは焼結体から所定の大きさの熱電変換部用の焼結体を切り出す際にクラックが発生し難いために歩留まりが高く、しかもサイズの大きな焼結体の場合には1つの焼結体から多数の熱電変換部用の焼結体を切り出し可能な生産性の高い製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、安定した高い熱電変換性能を有するMg−Si系熱電変換材料、そのMg−Si系熱電変換材料を用いた熱電変換用焼結体、耐久性に優れた熱電変換素子、及び熱電変換モジュールを提供することができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】Mg−Si系熱電変換材料の焼結に用いられる冶具の一例を示す図である。

【図2】実施例1で得られた焼結体の外観(同図(a))、及び切断面の光学顕微鏡像(同図(b))を示す図である。

【図3】実施例1、比較例1〜5で得られた焼結体の各温度におけるゼーベック係数を示す図である。

【図4】実施例1、比較例1〜5で得られた焼結体の各温度における電気伝導率を示す図である。

【図5】実施例1、比較例1〜5で得られた焼結体の各温度におけるパワーファクターを示す図である。

【図6】実施例1、比較例1〜5で得られた焼結体の各温度における熱伝導率を示す図である。

【図7】実施例1、比較例1〜5で得られた焼結体の各温度における無次元性能指数を示す図である。

【図8】実施例1、比較例2〜5で得られた焼結体について高温耐久性試験を行った際の電気抵抗率変化を示す図である。

【図9】実施例2〜4で得られた焼結体の各温度における無次元性能指数を示す図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

10 グラファイト製ダイ   11a、11b グラファイト製パンチ  

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