平成15年度研究報告 VOL.53  
研究

 熱電変換磁性体セラミックスの開発
 化学食品部 ○豊田丈紫 北川賀津一 中村静夫

 高温大気中で安定な熱電変換材料の開発を目的として,p型およびn型セラミックス材料の合成を行いX線回折法で結晶構造を評価した。熱重量分析データを基に二段階の固相反応を経由して合成行った結果,NaxCoO2(x = 0.7,0.8)とCa0.9La0.1MnO3において単相試料が得られることがわかった。次に,Na0.75CoO2をp型,Ca0.9La0.1MnO3をn型の素子とした12対熱電モジュールを作製して発電効果を測定した結果,高温側の温度条件が364℃のとき7.29mWの出力が得られることがわかった。素子―基板間の剥離を防ぐには接合部の熱応力の緩和が重要であることが熱膨張測定からわかった。

キーワード
  熱電変換材料,X線回折,リートベルト解析,電気抵抗率,熱膨張係数



 Development of Thermoelectric Materials Using Magnetic Ceramics
 Takeshi TOYODA, Kaduichi KITAGAWA and Shizuo NAKAMURA

For the purpose of developing thermoelectric material that is stable in a high temperature atmosphere, p-type and n-type ceramics were synthesized and their crystal structure was evaluated using X-ray diffraction method. After synthesizing the materials through two steps of solid state reaction based on the results of a thermal gravity analysis, polycrystalline samples of NaxCoO2(x = 0.7,0.8)and Ca0.9La0.1MnO3 with a single phase structure were obtained. A thermoelectric device was fabricated using 12 pairs of Na0.75CoO2 for p-type legs and Ca0.9La0.1MnO3 for n-type legs on an alumina substrate. The device generated an output of 7.29mW under the thermal condition of hot side temperature at 364℃. The thermal expansion measurement showed that it is important to reduce the heat stress at the junctions between the legs and the substrate for prevention of exfoliation.

Keywords
  thermoelectric material, X-ray diffraction, rietveld analysis, electric resistivity, thermal expansion coefficient


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