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MANUFACTURING APPARATUS FOR THERMOELECTRIC CONVERSION MATERIAL

Patent code P07A010193
File No. 8
Posted date Aug 8, 2007
Application number P2001-235246
Publication number P2003-046149A
Patent number P3619872
Date of filing Aug 2, 2001
Date of publication of application Feb 14, 2003
Date of registration Nov 26, 2004
Inventor
  • (In Japanese)野田 泰稔
  • (In Japanese)北川 裕之
  • (In Japanese)康 燕生
  • (In Japanese)木皿 且人
  • (In Japanese)森谷 信一
  • (In Japanese)新野 正之
  • (In Japanese)菊池 光太郎
  • (In Japanese)折橋 正樹
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人島根大学
Title MANUFACTURING APPARATUS FOR THERMOELECTRIC CONVERSION MATERIAL
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing apparatus for a thermoelectric conversion material by which a high-performance low-temperature thermoelectric conversion material and a high-performance intermediate-temperature thermoelectric conversion material can be obtained by a plastic working operation.
SOLUTION: The manufacturing apparatus for the thermoelectric conversion material comprises special-steel dies 2, 3, 4, 5 which form a tube and are coated with a metal carbide and/or a metal nitride, and special-steel upper and lower punches 7, 8 which are fitted and inserted to the tube part from both end sides so as to be relatively movable, which form a hollow chamber 9 in the tube part and are covered with a coating layer. A material 10 such as an ingot material, a sintered material or the like which mutually converts heat energy and electric power is arranged inside the hollow chamber 9, the material 10 is pulse-electrified so as to be heated, the upper and lower punches 7, 8 are relatively moved, and the material 10 is pressurized so as to be compressed and worked to the thermoelectric conversion material in a predetermined shape.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


近年,熱電変換材料の熱電特性の向上は,熱電変換素子の性能向上に直結する重要な課題となってきた。このような要求を満たすBiTe系,BiSbTe系の低温域熱電変換材料では,単結晶から所定の高性能方向に切り出した材料を用いて熱電変換素子を形成したり,焼結材や融体からインゴットに塑性加工を加えて,高性能方向に配向した加工集合組織を形成していた。



熱電変換材料の製造法については,原料となる粉体を焼結することによって熱電変換材料が製造されているが,粉体粒子を配向させることによって高性能な熱電変換材料を得るというものは,未だ得られていないのが現状である。一方,熱電変換材料の結晶配向による高性能化を,材料の塑性加工によって達成しようとする試みはあるが,いまだ確立した技術となっていないのが現状である。従来,高性能熱電変換材料を目的とする塑性加工について,黒鉛製のダイスを用いたホットプレス,パルス通電焼結,通電加圧加工等が使用されてきた。

Field of industrial application (In Japanese)


この発明は,熱エネルギーと電力とを相互に変換する溶製材,焼結材等の熱電変換材料を予め決められた所定の形状に加工して熱電変換素子及び熱電変換モジュールを製造する熱電変換材料の製造装置に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 筒部を形成するダイス,及び該ダイスの前記筒部に両端側から相対移動可能に嵌挿されて前記筒部に中空室を形成する上下パンチを有し,前記中空室内に熱エネルギーと電力とを相互に変換する溶製材,焼結材等の材料を配置し,前記材料をパルス通電による加熱の下で前記上下パンチを相対移動させて前記材料を加圧し,前記材料を予め決められた形状の熱電変換材料に圧縮加工するようにした熱電変換材料の製造装置であって,前記上下パンチを通じて前記材料をパルス通電して加熱する際に,パルス通電の印加による電極の振動を前記上下パンチを通じて前記材料に伝播させるようにした,熱電変換材料の製造装置。
【請求項2】
 前記筒部を形成するダイスが,被覆層で被覆された特殊鋼製ダイスであり,前記筒部に中空室を形成する上下パンチが,被覆層で被覆された特殊鋼製上下パンチである,請求項1に記載の熱電変換材料の製造装置。
【請求項3】
 前記ダイスと前記上下パンチを被覆した前記被覆層は,金属炭化物及び/又は金属窒化物で構成されている,請求項2に記載の熱電変換材料の製造装置。
【請求項4】
 前記ダイスと前記上下パンチを構成する前記特殊鋼はSKD鋼であり,前記被覆層を構成する前記金属炭化物は炭化チタンであり,前記被覆層を構成する前記金属窒化物は窒化チタンである,請求項2に記載の熱電変換材料の製造装置。
【請求項5】
 前記ダイスは,前記筒部を取り囲む複数の割型ダイスから形成され,前記割型ダイスは外周を特殊鋼製のホルダによって保持されている,請求項1~4のいずれか1項に記載の熱電変換材料の製造装置。
【請求項6】
 前記溶製材,焼結材等の前記材料を所定の形状の前記熱電変換材料に圧縮加工する際に,前記上下パンチの移動によって前記熱電変換材料を押し出し加工するようにした,請求項1~5のいずれか1項に記載の熱電変換材料の製造装置。
【請求項7】
 前記熱電変換材料は,BiTe系及び/又はBiSbTe系の低温域熱電半導体材料である,請求項1~6のいずれか1項に記載の熱電変換材料の製造装置。
【請求項8】
 前記熱電変換材料は,PbTe系,GeTe系,PbSnTe系,FeSi系,ZnSb系,CoSb3 系及び/又はAgGeSbTe系の中温域熱電変換材科である,請求項1~6のいずれか1項に記載の熱電変換材料の製造装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2001235246thum.jpg
State of application right Registered
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