JPH10139543A - 熱電変換素子用酸化物部材 - Google Patents
熱電変換素子用酸化物部材Info
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- JPH10139543A JPH10139543A JP8311414A JP31141496A JPH10139543A JP H10139543 A JPH10139543 A JP H10139543A JP 8311414 A JP8311414 A JP 8311414A JP 31141496 A JP31141496 A JP 31141496A JP H10139543 A JPH10139543 A JP H10139543A
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱電変換素子用酸化物部材を提供する。
【解決手段】 下記の構造を有する化合物
（Ｂａ1-x Ａx ）（Ｐｂ1-y Ｂy ）Ｏ3-z 、または
（Ｂａ1-x Ａx ）n+1 （Ｐｂ1-y Ｂy ）n Ｏ3n+1-z（ｎ
＝２，３，４，５） 但し、Ａ＝Ｓｒ，Ｃａ Ｂ＝Ｂｉ，Ｓｂ ０≦ｘ≦１ ０≦ｙ≦０．４ ０≦ｚ≦０．５ からなる、室温から５００℃付近で熱電性能指数約１×
１０-4Ｋ -1 を有する熱電変換素子用酸化物部材。 【効果】 本発明によれば、室温から５００℃付近の温
度域で、熱電性能指数約１×１０-4Ｋ-1を有し、高温大
気中で安定であり、既存の非酸化物熱電変換材料に比
べ、製造プロセスが簡便な新規熱電変換素子用酸化物部
材を提供することができる。上記熱電変換素子用酸化物
部材は、性能指数が、既存の代表的な熱電変換材料であ
るＦｅＳｉ2 と同レベルであり、熱電発電用の熱電変換
素子、熱電冷却用の熱電変換素子として有用である。
＝２，３，４，５） 但し、Ａ＝Ｓｒ，Ｃａ Ｂ＝Ｂｉ，Ｓｂ ０≦ｘ≦１ ０≦ｙ≦０．４ ０≦ｚ≦０．５ からなる、室温から５００℃付近で熱電性能指数約１×
１０-4Ｋ -1 を有する熱電変換素子用酸化物部材。 【効果】 本発明によれば、室温から５００℃付近の温
度域で、熱電性能指数約１×１０-4Ｋ-1を有し、高温大
気中で安定であり、既存の非酸化物熱電変換材料に比
べ、製造プロセスが簡便な新規熱電変換素子用酸化物部
材を提供することができる。上記熱電変換素子用酸化物
部材は、性能指数が、既存の代表的な熱電変換材料であ
るＦｅＳｉ2 と同レベルであり、熱電発電用の熱電変換
素子、熱電冷却用の熱電変換素子として有用である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱電変換素子用酸
化物部材等に関するものであり、さらに詳しくは、（Ｂ
ａ1-x Ａx ）（Ｐｂ1-y Ｂy ）Ｏ3-z 、または（Ｂａ
1-x Ａx ）n+1 （Ｐｂ1-y Ｂy ）n Ｏ3n+1-z（ｎ＝２，
３，４，５）系の熱電変換素子用酸化物部材等であっ
て、室温から５００℃付近の温度域で熱電性能指数約１
×１０-4Ｋ-1を有し、高温大気中で安定であり、既存の
非酸化物熱電変換材料に比べ、製造プロセスが簡便な新
規熱電変換素子用酸化物部材等に関するものである。
化物部材等に関するものであり、さらに詳しくは、（Ｂ
ａ1-x Ａx ）（Ｐｂ1-y Ｂy ）Ｏ3-z 、または（Ｂａ
1-x Ａx ）n+1 （Ｐｂ1-y Ｂy ）n Ｏ3n+1-z（ｎ＝２，
３，４，５）系の熱電変換素子用酸化物部材等であっ
て、室温から５００℃付近の温度域で熱電性能指数約１
×１０-4Ｋ-1を有し、高温大気中で安定であり、既存の
非酸化物熱電変換材料に比べ、製造プロセスが簡便な新
規熱電変換素子用酸化物部材等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、環境問題やエネルギー問題が、社
会的に大きく取り上げられている。その中で産業界にお
いても、排熱などの未利用熱エネルギーを有効に電気エ
ネルギーに変換する技術や、フロン系ガスを利用しない
冷熱技術などの飛躍的な向上が望まれている。これらの
要求に応えるためには、特性の優れた熱電変換材料が必
要である。熱電変換材料の性能指数（Ｚ）は次式で与え
られる。 Ｚ＝Ｓ2 σ／λ （１） ここで、Ｓはゼーベック係数、σは電気伝導率、λは熱
伝導率である。変換効率の高い材料としては、│Ｓ│と
σがともに大きく（半導体的）、λが小さいことが必要
とされる。
会的に大きく取り上げられている。その中で産業界にお
いても、排熱などの未利用熱エネルギーを有効に電気エ
ネルギーに変換する技術や、フロン系ガスを利用しない
冷熱技術などの飛躍的な向上が望まれている。これらの
要求に応えるためには、特性の優れた熱電変換材料が必
要である。熱電変換材料の性能指数（Ｚ）は次式で与え
られる。 Ｚ＝Ｓ2 σ／λ （１） ここで、Ｓはゼーベック係数、σは電気伝導率、λは熱
伝導率である。変換効率の高い材料としては、│Ｓ│と
σがともに大きく（半導体的）、λが小さいことが必要
とされる。
【０００３】Ｂｉ2 Ｔｅ3 系熱電変換材料は、室温から
２００℃の温度範囲で高い性能指数を示し、主にペルチ
エ素子（電子冷却）に適している。ＰｂＴｅ系熱電変換
材料は、２００℃から５００℃の温度範囲で遠隔地の発
電装置に主に用いられている。また、ＳｉＧｅ系熱電変
換材料は、５００℃以上の温度で高い性能指数を示し、
宇宙用発電装置として使用されている。しかしながら、
既存材料は非酸化物であるため合成プロセスが複雑であ
るなどの問題があった。このような理由により、酸化物
系において新しい熱電変換材料の探索が最近注目を集め
ている。
２００℃の温度範囲で高い性能指数を示し、主にペルチ
エ素子（電子冷却）に適している。ＰｂＴｅ系熱電変換
材料は、２００℃から５００℃の温度範囲で遠隔地の発
電装置に主に用いられている。また、ＳｉＧｅ系熱電変
換材料は、５００℃以上の温度で高い性能指数を示し、
宇宙用発電装置として使用されている。しかしながら、
既存材料は非酸化物であるため合成プロセスが複雑であ
るなどの問題があった。このような理由により、酸化物
系において新しい熱電変換材料の探索が最近注目を集め
ている。
【０００４】例えば、１９８６年以来次々に報告された
一連の酸化物高温超電導体は候補材料として挙げること
ができる。同材料はキャリア濃度の増加にしたがって、
絶縁体相から金属相へと変化していく。そして、低濃度
のキャリアドーピング領域で、比較的高い電気伝導率を
もった半導体であることが知られており熱電半導体とし
ての可能性も考えられている（Ｗ．Ｊ．Ｍａｃｋｌｉ
ｎ，Ｐ．Ｔ．Ｍｏｓｅｌｅｙ，Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．Ｅ
ｎｇ．，Ｂ７（１９９０）１１１、Ｔ．Ｏ．Ｍａｓｏ
ｎ，Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．Ｅｎｇ．，Ｂ１０（１９９
１）２５７）。 しかし、その報告例は極めて少なく、
同一試料において上記３つの物性値を評価した報告はほ
どんど見当たらない。
一連の酸化物高温超電導体は候補材料として挙げること
ができる。同材料はキャリア濃度の増加にしたがって、
絶縁体相から金属相へと変化していく。そして、低濃度
のキャリアドーピング領域で、比較的高い電気伝導率を
もった半導体であることが知られており熱電半導体とし
ての可能性も考えられている（Ｗ．Ｊ．Ｍａｃｋｌｉ
ｎ，Ｐ．Ｔ．Ｍｏｓｅｌｅｙ，Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．Ｅ
ｎｇ．，Ｂ７（１９９０）１１１、Ｔ．Ｏ．Ｍａｓｏ
ｎ，Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．Ｅｎｇ．，Ｂ１０（１９９
１）２５７）。 しかし、その報告例は極めて少なく、
同一試料において上記３つの物性値を評価した報告はほ
どんど見当たらない。
【０００５】また、その他の酸化物熱電変換材料の研究
開発の現状をみてみると、１９９６年に発見された下記
の物質が、酸化物の中では最高の性能を有する（Ｍ．Ｏ
ｈｔａｋｉ，Ｔ．Ｔｓｕｂｏｔａ，Ｋ．Ｅｇｕｃｈｉ，
ａｎｄ Ｈ．Ａｒａｉ，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．７９
（１９９６）１８１６）。 （Ｚｎ0.98Ａｌ0.02）Ｏ この物質の熱電性能指数は１０００℃付近の温度域で、
２．４×１０-4Ｋ-1である。しかし、５００℃付近の低
温側では熱伝導率が大きく、性能指数は低くなる。さら
に、Ａｌの固溶範囲が狭いという欠点がある。酸化物
は、製造プロセスが簡単になるという長所があるが、こ
れまで、酸化物の熱電変換材料についての報告はあまり
なされていないのが実情である。
開発の現状をみてみると、１９９６年に発見された下記
の物質が、酸化物の中では最高の性能を有する（Ｍ．Ｏ
ｈｔａｋｉ，Ｔ．Ｔｓｕｂｏｔａ，Ｋ．Ｅｇｕｃｈｉ，
ａｎｄ Ｈ．Ａｒａｉ，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．７９
（１９９６）１８１６）。 （Ｚｎ0.98Ａｌ0.02）Ｏ この物質の熱電性能指数は１０００℃付近の温度域で、
２．４×１０-4Ｋ-1である。しかし、５００℃付近の低
温側では熱伝導率が大きく、性能指数は低くなる。さら
に、Ａｌの固溶範囲が狭いという欠点がある。酸化物
は、製造プロセスが簡単になるという長所があるが、こ
れまで、酸化物の熱電変換材料についての報告はあまり
なされていないのが実情である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような状況下にあ
って、本発明者らは、上記従来技術に鑑みて、電気伝導
性酸化物について熱電材料としての可能性を検討するた
めに、種々の焼結体試料について、種々検討を重ねる中
で、ゼーベック係数、電気抵抗率、および熱伝導率の温
度依存性を調べたところ、Ｂａn+1 Ｐｂn Ｏ3n+1ホモロ
ガス化合物が、室温から５００℃付近で熱電性能指数約
１×１０-4Ｋ-1を有し、熱電変換素子用酸化物部材とし
て有用であることを見いだし、本発明を完成するに至っ
た。本発明の目的は、既存の代表的な熱電変換材料であ
るＦｅＳｉ2 と同レベルの熱電性能指数を有し、高温大
気中で安定であり、既存の非酸化物熱電変換材料に比
べ、製造プロセスが簡便な熱電変換素子用酸化物部材等
を提供することである。
って、本発明者らは、上記従来技術に鑑みて、電気伝導
性酸化物について熱電材料としての可能性を検討するた
めに、種々の焼結体試料について、種々検討を重ねる中
で、ゼーベック係数、電気抵抗率、および熱伝導率の温
度依存性を調べたところ、Ｂａn+1 Ｐｂn Ｏ3n+1ホモロ
ガス化合物が、室温から５００℃付近で熱電性能指数約
１×１０-4Ｋ-1を有し、熱電変換素子用酸化物部材とし
て有用であることを見いだし、本発明を完成するに至っ
た。本発明の目的は、既存の代表的な熱電変換材料であ
るＦｅＳｉ2 と同レベルの熱電性能指数を有し、高温大
気中で安定であり、既存の非酸化物熱電変換材料に比
べ、製造プロセスが簡便な熱電変換素子用酸化物部材等
を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明は、下記の構造を有する化合物 （Ｂａ1-x Ａx ）（Ｐｂ1-y Ｂy ）Ｏ3-z 、または （Ｂａ1-x Ａx ）n+1 （Ｐｂ1-y Ｂy ）n Ｏ3n+1-z（ｎ
＝２，３，４，５） 但し、Ａ＝Ｓｒ，Ｃａ Ｂ＝Ｂｉ，Ｓｂ ０≦ｘ≦１ ０≦ｙ≦０．４ ０≦ｚ≦０．５ からなる、室温から５００℃付近で熱電性能指数約１×
１０-4Ｋ -1 を有する熱電変換素子用酸化物部材、であ
る。本発明は、前記の構造を有する化合物を構成要素と
することを特徴とする熱電発電用熱電変換素子、前記の
構造を有する化合物を構成要素とすることを特徴とする
熱電冷却用熱電変換素子、を望ましい態様とするもので
ある。
の本発明は、下記の構造を有する化合物 （Ｂａ1-x Ａx ）（Ｐｂ1-y Ｂy ）Ｏ3-z 、または （Ｂａ1-x Ａx ）n+1 （Ｐｂ1-y Ｂy ）n Ｏ3n+1-z（ｎ
＝２，３，４，５） 但し、Ａ＝Ｓｒ，Ｃａ Ｂ＝Ｂｉ，Ｓｂ ０≦ｘ≦１ ０≦ｙ≦０．４ ０≦ｚ≦０．５ からなる、室温から５００℃付近で熱電性能指数約１×
１０-4Ｋ -1 を有する熱電変換素子用酸化物部材、であ
る。本発明は、前記の構造を有する化合物を構成要素と
することを特徴とする熱電発電用熱電変換素子、前記の
構造を有する化合物を構成要素とすることを特徴とする
熱電冷却用熱電変換素子、を望ましい態様とするもので
ある。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に、本発明についてさらに詳述
する。本発明で用いられる化合物は、以下の構造を有す
る。 （Ｂａ1-x Ａx ）（Ｐｂ1-y Ｂy ）Ｏ3-z 、または （Ｂａ1-x Ａx ）n+1 （Ｐｂ1-y Ｂy ）n Ｏ3n+1-z（ｎ
＝２，３，４，５） 但し、Ａ＝Ｓｒ，Ｃａ Ｂ＝Ｂｉ，Ｓｂ ０≦ｘ≦１ ０≦ｙ≦０．４ ０≦ｚ≦０．５ 本発明で好適に用いられる化合物の例としては、Ｂａ
0.4 Ｓｒ0.6 ＰｂＯ3 、Ｂａ4 Ｐｂ2.95Ｂｉ0.05Ｏ10、
Ｂａ3 Ｐｂ1.8 Ｂｉ0.2 Ｏ7 が例示される。
する。本発明で用いられる化合物は、以下の構造を有す
る。 （Ｂａ1-x Ａx ）（Ｐｂ1-y Ｂy ）Ｏ3-z 、または （Ｂａ1-x Ａx ）n+1 （Ｐｂ1-y Ｂy ）n Ｏ3n+1-z（ｎ
＝２，３，４，５） 但し、Ａ＝Ｓｒ，Ｃａ Ｂ＝Ｂｉ，Ｓｂ ０≦ｘ≦１ ０≦ｙ≦０．４ ０≦ｚ≦０．５ 本発明で好適に用いられる化合物の例としては、Ｂａ
0.4 Ｓｒ0.6 ＰｂＯ3 、Ｂａ4 Ｐｂ2.95Ｂｉ0.05Ｏ10、
Ｂａ3 Ｐｂ1.8 Ｂｉ0.2 Ｏ7 が例示される。
【０００９】Ｂａn+1 Ｐｂn Ｏ3n+1ホモロガス化合物
は、ｎ層のＢａＰｂＯ3 ペロブスカイトと１層の岩塩型
ＢａＯ（ｎ＝∞のときはない）の積層構造からなる。す
なわち、Ｂａ2 ＰｂＯ4 （ｎ＝１）はＫ2 ＮｉＦ4 構造
をとり、ＢａＰｂＯ3 （ｎ＝∞）はペロブスカイト構造
をとる。ｎの値が１から∞まで連続的に変化することに
より、ワイドギャップの半導体から半金属へと変化する
（Ｒ．Ｊ．Ｃａｖａ ｅｔ ａｌ．，Ｐｈｙｓ．Ｒｅ
ｖ．Ｂ，４６（１９９２）１４１０１）。これはバンド
計算によると、Ｐｂ６ｓ軌道と頂点酸素の２ｐ軌道から
構成される伝導帯の底が、ｎの増加にともなってエネル
ギー的に下がってくるためである（Ｌ．Ｆ．Ｍａｔｔｈ
ｅｉｓｓ，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ，４２（１９９０）３
５９）。
は、ｎ層のＢａＰｂＯ3 ペロブスカイトと１層の岩塩型
ＢａＯ（ｎ＝∞のときはない）の積層構造からなる。す
なわち、Ｂａ2 ＰｂＯ4 （ｎ＝１）はＫ2 ＮｉＦ4 構造
をとり、ＢａＰｂＯ3 （ｎ＝∞）はペロブスカイト構造
をとる。ｎの値が１から∞まで連続的に変化することに
より、ワイドギャップの半導体から半金属へと変化する
（Ｒ．Ｊ．Ｃａｖａ ｅｔ ａｌ．，Ｐｈｙｓ．Ｒｅ
ｖ．Ｂ，４６（１９９２）１４１０１）。これはバンド
計算によると、Ｐｂ６ｓ軌道と頂点酸素の２ｐ軌道から
構成される伝導帯の底が、ｎの増加にともなってエネル
ギー的に下がってくるためである（Ｌ．Ｆ．Ｍａｔｔｈ
ｅｉｓｓ，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ，４２（１９９０）３
５９）。
【００１０】本発明の熱電変換素子用酸化物部材は、室
温から５００℃付近で熱電性能指数約１×１０-4Ｋ -1
を有すること、高温大気中で安定であること、既存の非
酸化物熱電変換材料に比べ、製造プロセスが簡単であ
り、量産が可能であること、等の格別の長所を有する。
上記性能指数は、既存の代表的な熱電変換材料である非
酸化物系のＦｅＳｉ2 とほぼ同レベルである。本発明の
熱電変換素子用酸化物部材は、上記特性により、例え
ば、次のような排熱源を利用した熱電発電用の熱電変換
素子として用いられる。 （排熱源の例） ＬＮＧ基地 冷水 −１６０℃ ごみ焼却施設 排ガス １５０〜２５０℃ 燃料電池 蒸気 １８０℃ ガスタービン 排ガス ５００℃ また、本発明の熱電変換素子用酸化物部材は、上記特性
により、例えば、電子デバイスの冷却機器、半導体製造
プロセス用精密温調機器（−２０〜７０℃、±０．０１
〜±０．１５℃）、フロンフリー冷却・冷凍機器等の熱
電冷却用の熱電変換素子として用いられる。
温から５００℃付近で熱電性能指数約１×１０-4Ｋ -1
を有すること、高温大気中で安定であること、既存の非
酸化物熱電変換材料に比べ、製造プロセスが簡単であ
り、量産が可能であること、等の格別の長所を有する。
上記性能指数は、既存の代表的な熱電変換材料である非
酸化物系のＦｅＳｉ2 とほぼ同レベルである。本発明の
熱電変換素子用酸化物部材は、上記特性により、例え
ば、次のような排熱源を利用した熱電発電用の熱電変換
素子として用いられる。 （排熱源の例） ＬＮＧ基地 冷水 −１６０℃ ごみ焼却施設 排ガス １５０〜２５０℃ 燃料電池 蒸気 １８０℃ ガスタービン 排ガス ５００℃ また、本発明の熱電変換素子用酸化物部材は、上記特性
により、例えば、電子デバイスの冷却機器、半導体製造
プロセス用精密温調機器（−２０〜７０℃、±０．０１
〜±０．１５℃）、フロンフリー冷却・冷凍機器等の熱
電冷却用の熱電変換素子として用いられる。
【００１１】
【実施例】次に、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定さ
れるものではない。 実施例１ （１）方法 ＢａＣＯ3 、ＳｒＣＯ3 、ＰｂＯ粉末を所定の組成に秤
量し、エタノール中で混合した後、酸素気流中１０２３
Ｋで１２時間仮焼した。ｎ＝∞の焼結体単相試料を以下
の方法で作製した。仮焼粉を粉砕後ＣＩＰ成形し、酸素
気流中１１７３Ｋで１２時間焼成した。その後大気中１
１７３Ｋで９．８ＭＰａの圧力で３時間一軸加圧（Ｈｏ
ｔ ｆｏｒｇｉｎｇ）を施し、最後に酸素気流中１０７
３Ｋで１２時間加熱処理を行った。相対密度は９０％程
度であった。ゼーベック係数および電気抵抗率を、大気
中、３２０Ｋから１０７３Ｋの温度範囲で測定した。電
気抵抗率は直流四端子法により測定した。熱伝導率を
０．１Ｐａ程度の真空中、３２０Ｋから６７３Ｋの温度
範囲で測定した。
説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定さ
れるものではない。 実施例１ （１）方法 ＢａＣＯ3 、ＳｒＣＯ3 、ＰｂＯ粉末を所定の組成に秤
量し、エタノール中で混合した後、酸素気流中１０２３
Ｋで１２時間仮焼した。ｎ＝∞の焼結体単相試料を以下
の方法で作製した。仮焼粉を粉砕後ＣＩＰ成形し、酸素
気流中１１７３Ｋで１２時間焼成した。その後大気中１
１７３Ｋで９．８ＭＰａの圧力で３時間一軸加圧（Ｈｏ
ｔ ｆｏｒｇｉｎｇ）を施し、最後に酸素気流中１０７
３Ｋで１２時間加熱処理を行った。相対密度は９０％程
度であった。ゼーベック係数および電気抵抗率を、大気
中、３２０Ｋから１０７３Ｋの温度範囲で測定した。電
気抵抗率は直流四端子法により測定した。熱伝導率を
０．１Ｐａ程度の真空中、３２０Ｋから６７３Ｋの温度
範囲で測定した。
【００１２】（２）結果 図１にＢａ0.4 Ｓｒ0.6 ＰｂＯ3 焼結体のゼーベック係
数と電気抵抗率の温度依存性を示す。ゼーベック係数と
電気抵抗率はともに低温側で金属的性質を示し、６７０
Ｋ付近から高温側で半導体的性質を示した。これは電子
と正孔の混合伝導によると思われる。熱伝導率および性
能指数の温度依存性を図２に示す。熱伝導率は３２０Ｋ
で２．４Ｗｍ-1Ｋ-1を示し、温度の増加にともなって減
少した。性能指数は２００℃以上の温度で、１×１０-4
Ｋ-1に達した。
数と電気抵抗率の温度依存性を示す。ゼーベック係数と
電気抵抗率はともに低温側で金属的性質を示し、６７０
Ｋ付近から高温側で半導体的性質を示した。これは電子
と正孔の混合伝導によると思われる。熱伝導率および性
能指数の温度依存性を図２に示す。熱伝導率は３２０Ｋ
で２．４Ｗｍ-1Ｋ-1を示し、温度の増加にともなって減
少した。性能指数は２００℃以上の温度で、１×１０-4
Ｋ-1に達した。
【００１３】尚、（Ｂａ1-x Ａx ）n+1 （Ｐｂ
1-y Ｂy ）n Ｏ3n+1-z（ｎ＝２，３，４，５）系につい
て同様に、ゼーベック係数、電気伝導率、熱伝導率を調
べたところ、上記実施例１とほぼ同様の結果が得られ
た。
1-y Ｂy ）n Ｏ3n+1-z（ｎ＝２，３，４，５）系につい
て同様に、ゼーベック係数、電気伝導率、熱伝導率を調
べたところ、上記実施例１とほぼ同様の結果が得られ
た。
【００１４】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、（Ｂａ
1-x Ａx ）（Ｐｂ1-y Ｂy ）Ｏ3-z 、または（Ｂａ1-x
Ａx ）n+1 （Ｐｂ1-y Ｂy ）n Ｏ3n+1-z（ｎ＝２，３，
４，５）系の熱電変換素子用酸化物部材に係るものであ
り、本発明によれば、室温から５００℃付近の温度域
で、熱電性能指数約１×１０-4Ｋ-1を有し、高温大気中
で安定であり、既存の非酸化物熱電変換材料に比べ、製
造プロセスが簡便な新規熱電変換素子用酸化物部材を提
供することができる。上記熱電変換素子用酸化物部材
は、性能指数が、既存の代表的な熱電変換材料であるＦ
ｅＳｉ2 と同レベルであり、熱電発電用の熱電変換素
子、熱電冷却用の熱電変換素子として有用である。
1-x Ａx ）（Ｐｂ1-y Ｂy ）Ｏ3-z 、または（Ｂａ1-x
Ａx ）n+1 （Ｐｂ1-y Ｂy ）n Ｏ3n+1-z（ｎ＝２，３，
４，５）系の熱電変換素子用酸化物部材に係るものであ
り、本発明によれば、室温から５００℃付近の温度域
で、熱電性能指数約１×１０-4Ｋ-1を有し、高温大気中
で安定であり、既存の非酸化物熱電変換材料に比べ、製
造プロセスが簡便な新規熱電変換素子用酸化物部材を提
供することができる。上記熱電変換素子用酸化物部材
は、性能指数が、既存の代表的な熱電変換材料であるＦ
ｅＳｉ2 と同レベルであり、熱電発電用の熱電変換素
子、熱電冷却用の熱電変換素子として有用である。
【図１】Ｂａ0.4 Ｓｒ0.6 ＰｂＯ3 焼結体のゼーベック
係数と電気抵抗率の温度依存性を示す。
係数と電気抵抗率の温度依存性を示す。
【図２】熱伝導率および大気中での測定値を用いて計算
した性能指数の温度依存性を示す。
した性能指数の温度依存性を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】 下記の構造を有する化合物 （Ｂａ1-x Ａx ）（Ｐｂ1-y Ｂy ）Ｏ3-z 、または （Ｂａ1-x Ａx ）n+1 （Ｐｂ1-y Ｂy ）n Ｏ3n+1-z（ｎ
＝２，３，４，５） 但し、Ａ＝Ｓｒ，Ｃａ Ｂ＝Ｂｉ，Ｓｂ ０≦ｘ≦１ ０≦ｙ≦０．４ ０≦ｚ≦０．５ からなる、室温から５００℃付近で熱電性能指数約１×
１０-4Ｋ -1 を有する熱電変換素子用酸化物部材。 - 【請求項２】 請求項１記載の化合物を構成要素とする
ことを特徴とする熱電発電用熱電変換素子。 - 【請求項３】 請求項１記載の化合物を構成要素とする
ことを特徴とする熱電冷却用熱電変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8311414A JP2990257B2 (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 熱電変換素子用酸化物部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8311414A JP2990257B2 (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 熱電変換素子用酸化物部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10139543A true JPH10139543A (ja) | 1998-05-26 |
| JP2990257B2 JP2990257B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=18016925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8311414A Expired - Lifetime JP2990257B2 (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 熱電変換素子用酸化物部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2990257B2 (ja) |
-
1996
- 1996-11-06 JP JP8311414A patent/JP2990257B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2990257B2 (ja) | 1999-12-13 |
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Legal Events
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