JPH11121817A - Manufacture of thermo-semiconductor sintered element and extrusion mold for thermo-semiconductor sintered body - Google Patents
Manufacture of thermo-semiconductor sintered element and extrusion mold for thermo-semiconductor sintered bodyInfo
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- JPH11121817A JPH11121817A JP9277624A JP27762497A JPH11121817A JP H11121817 A JPH11121817 A JP H11121817A JP 9277624 A JP9277624 A JP 9277624A JP 27762497 A JP27762497 A JP 27762497A JP H11121817 A JPH11121817 A JP H11121817A
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- B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
- B22F5/007—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of moulds
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、熱電半導体を焼結
した熱電半導体焼結素子の製造方法及び熱電半導体焼結
体用押出し型に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a thermoelectric semiconductor sintered element obtained by sintering a thermoelectric semiconductor and an extrusion die for a thermoelectric semiconductor sintered body.
【０００２】[0002]
【従来の技術】平成９年５月２３日の平成９年度塑性加
工春期講演会で、Ｂｉ−Ｔｅ系等の金属材料の結晶粉末
を、図１に示すように、一端にノズル状の押出し口４と
他端側に該押出し口４と連通するシリンダ状のキャビテ
ィー５を持つダイス２に入れ、該ダイス２内の該結晶粉
末を焼結温度に加熱しつつポンチ３で押出し、熱間押出
し加工して細い棒状の熱電半導体焼結体Ｗとし、これを
軸直角方向に切断して電子冷却素子とする方法が報告さ
れている。2. Description of the Related Art At a spring lecture of plastic working on May 23, 1997, a crystal powder of a metal material such as a Bi-Te system was provided with a nozzle-like extrusion port at one end as shown in FIG. 4 and a die 2 having a cylindrical cavity 5 communicating with the extrusion port 4 at the other end. The crystal powder in the die 2 is extruded with a punch 3 while being heated to a sintering temperature. A method has been reported in which a thin rod-shaped thermoelectric semiconductor sintered body W is processed and cut in a direction perpendicular to the axis to form an electronic cooling element.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記熱間押出し加工法
においては、超硬質物質等で形成されたダイスを５００
℃前後の高温に加熱するため、結晶粉末の一部が溶融
し、ダイス及びポンチを備える押出し型材と焼結体とが
反応して、キャビティー表面が荒れたり喰われたりし、
面粗度が次第に低下して成形精度を損ねて量産性が悪化
するという問題がある。In the hot extrusion method, a die formed of a super-hard material or the like is used.
Due to heating to a high temperature of around ℃, a part of the crystal powder is melted, the extruded mold material having a die and a punch reacts with the sintered body, and the cavity surface is roughened or eaten,
There is a problem that the surface roughness gradually decreases, the molding accuracy is impaired, and mass productivity is deteriorated.
【０００４】また、反応した押出し型材の金属成分（Ｆ
ｅ、Ｃｏ等）が焼結体中に混入して、熱電半導体焼結体
の電気的特性を変化させてしまう等の問題が生じてい
る。本発明はかかる問題点に鑑みなされたものであっ
て、押出し型材と焼結体との反応を生じさせないことを
目的とする。[0004] Further, the metal component (F
e, Co, etc.) are mixed into the sintered body to change the electrical characteristics of the thermoelectric semiconductor sintered body. The present invention has been made in view of such a problem, and has as its object to prevent a reaction between an extruded die and a sintered body.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明の熱電半導体焼結素子の製造方法は、熱電半導体結晶
粉末を押出しダイスのキャビティー内で加熱しつつ押出
して棒状の熱電半導体焼結体を形成し、得られた該熱電
半導体焼結体を切断して熱電半導体焼結素子とする熱電
半導体焼結素子の製造方法であって、前記キャビティー
を形成する壁面に炭化物またはダイヤモンドライクカー
ボンからなる表面コーティング層を形成したことを特徴
とするものである。A method for manufacturing a thermoelectric semiconductor sintered element according to the present invention, which has solved the above-mentioned problems, comprises: extruding a thermoelectric semiconductor crystal powder while heating it in a cavity of an extrusion die; A method for producing a thermoelectric semiconductor sintered element by cutting the obtained thermoelectric semiconductor sintered body into a thermoelectric semiconductor sintered element, wherein the wall surface forming the cavity is made of carbide or diamond-like carbon. Characterized in that a surface coating layer made of
【０００６】また、上記課題を解決した本発明の熱電半
導体焼結体用押出し型は、熱電半導体結晶粉末を前記押
出しダイスのキャビティー内で加熱しつつ押出して棒状
の熱電半導体焼結体を形成するための熱電半導体焼結体
用押出し型であって、前記キャビティーを形成する壁面
に炭化物またはダイヤモンドライクカーボンからなる表
面コーティング層が形成されてなることを特徴とするも
のである。Further, the extrusion die for a thermoelectric semiconductor sintered body of the present invention, which solves the above-mentioned problem, extrudes a thermoelectric semiconductor crystal powder while heating it in a cavity of the extrusion die to form a rod-shaped thermoelectric semiconductor sintered body. And wherein a surface coating layer made of carbide or diamond-like carbon is formed on a wall surface forming the cavity.
【０００７】本発明によれば、キャビティーを形成する
壁面に炭化物またはダイヤモンドライクカーボンからな
る表面コーティング層が形成される。この表面コーティ
ング層は、熱電半導体結晶粉末の溶融物の付着を阻止し
て、押出し型材の金属成分と熱電半導体結晶粉末の溶融
物との反応を阻止し、キャビティー壁面の表面荒れを防
止すると共に、焼結体中への押出し型材の金属成分の混
入も生じさせない。According to the present invention, a surface coating layer made of carbide or diamond-like carbon is formed on a wall surface forming a cavity. This surface coating layer prevents adhesion of the melt of the thermoelectric semiconductor crystal powder, prevents a reaction between the metal component of the extruded die material and the melt of the thermoelectric semiconductor crystal powder, and prevents the surface roughness of the cavity wall surface. In addition, no metal component of the extruded mold material is mixed into the sintered body.
【０００８】前記炭化物はＶＣまたはＴｉＣが好まし
い。このＶＣ、ＴｉＣが表面コーティング層として形成
されることにより、押出し型材と熱電半導体結晶粉末の
溶融物との反応を阻止する。又、コーティング層として
ダイヤモンドライクカーボンを用いても同様の効果があ
る。The carbide is preferably VC or TiC. By forming the VC and TiC as a surface coating layer, the reaction between the extruded die and the melt of the thermoelectric semiconductor crystal powder is prevented. The same effect can be obtained by using diamond-like carbon as the coating layer.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】本発明の熱電半導体焼結素子の製
造方法において、ダイスは、一端にノズル状の押出し口
と他端側に該押出し口と連通するシリンダ状のキャビテ
ィーを持ち、材質としては、ＳＫＤ６１等の工具用鋼
材、ＷＣ＋Ｃｏを母材とする超硬質物質、サーメット等
の耐熱材料を用いることができる。キャビティーと押出
し口とを連通する形状は、焼結体が棒状にスムーズに押
出されるようなロート状とすることが好ましい。キャビ
ティーに導入された熱電半導体結晶粉末は、ダイスを所
定の温度で加熱することにより焼結される。キャビティ
ー内で焼結した焼結体は、ポンチによって押出し口に押
出され、該押出し口で所定径の棒状に成形される。ポン
チもダイスと同じ材質を用いることができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the method for manufacturing a thermoelectric semiconductor sintered element of the present invention, a die has a nozzle-shaped extrusion port at one end and a cylindrical cavity communicating with the extrusion port at the other end. For example, a steel material for tools such as SKD61, a super-hard material having WC + Co as a base material, and a heat-resistant material such as cermet can be used. It is preferable that the shape communicating the cavity and the extrusion port is a funnel shape such that the sintered body is smoothly extruded into a rod shape. The thermoelectric semiconductor crystal powder introduced into the cavity is sintered by heating the die at a predetermined temperature. The sintered body sintered in the cavity is extruded to an extrusion port by a punch, and is formed into a rod having a predetermined diameter at the extrusion port. The same material as the die can be used for the punch.
【００１０】熱電半導体結晶粉末は、ＢｉxＳｂyＴｅz
Ｓｅa、ＢｉxＳｂyＴｅz、ＢｉxＴｅ zＳｅa、ＢｉxＴｅ
z等で示される組成のものが使用できる。表面コーティ
ング層は、前記熱電半導体結晶粉末と反応しない炭化物
またはダイヤモンドライクカーボンにより構成すること
ができる。炭化物としては、ＶＣ、ＴｉＣが好ましく、
ダイヤモンドライクカーボンとしては、ＤＬＣ−Ｓｉが
好ましい。これら表面コーティング層に必要な機能は、
熱電半導体焼結体の溶融物が浸透したり該熱電半導体焼
結体の溶融物と反応しないことである。[0010] The thermoelectric semiconductor crystal powder is BixSbyTez
Sea, BixSbyTez, BixTe zSea, BixTe
zEtc. can be used. Surface coating
The carbide layer which does not react with the thermoelectric semiconductor crystal powder.
Or composed of diamond-like carbon
Can be. As the carbide, VC and TiC are preferable,
As diamond-like carbon, DLC-Si is
preferable. The functions required for these surface coating layers are:
The melt of the thermoelectric semiconductor sintered body may penetrate or
It does not react with the melt of the consolidation.
【００１１】表面コーティング層の厚さは、１〜８μｍ
程度が好ましい。上記表面コーティング層は、イオンプ
レーティング等の物理蒸着法によって表面被覆したり、
化学蒸着によって浸透拡散して形成することができる。
なお、上記ダイスは、例えば押出し口に角部をもつ。該
角部へのこうした表面コーティング層の形成は難しいた
め、該角部へアール付けを行う。このアールは、Ｒ＝
０．１０ｍｍ以上で表面コーティング層が完全に形成さ
れた。The thickness of the surface coating layer is 1 to 8 μm
The degree is preferred. The surface coating layer, or surface coating by physical vapor deposition such as ion plating,
It can be formed by infiltration and diffusion by chemical vapor deposition.
The die has, for example, a corner at an extrusion opening. Since it is difficult to form such a surface coating layer on the corner, the corner is rounded. This is R =
At 0.10 mm or more, the surface coating layer was completely formed.
【００１２】また、ダイスとポンチとにより熱間押出し
加工を行う場合は、表面コーティング層をポンチ側にも
形成することができる。そして、ポンチの角部へもアー
ルを付ける。表面コーティング層は、塗布法によっても
形成することができる。この場合、上記炭化物に適当な
溶媒を加えて液体とし、粘結剤を数重量％添加する。When hot extrusion is performed using a die and a punch, a surface coating layer can be formed also on the punch side. Then, the corners of the punch are also rounded. The surface coating layer can also be formed by a coating method. In this case, a suitable solvent is added to the above-mentioned carbide to make a liquid, and a binder is added by several weight%.
【００１３】[0013]
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照して説
明する。熱電半導体は、ＢｉxＳｂyＴｅzＳｅa、Ｂｉx
ＳｂyＴｅz、ＢｉxＴｅzＳｅa、ＢｉxＴｅz等で示され
るいずれかの組成物より製造される。そこで、実施例で
は、Ｂｉ2（Ｔｅ0.95Ｓｅ0.05）の組成で各原材料を秤
量し、これらの原材料の純度を高める処理を行った後、
これらの混合物を溶融し、冷却して熱電半導体結晶合金
とする。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Thermoelectric semiconductors, Bi x Sb y Te z Se a, Bi x
Sb y Te z, Bi x Te z Se a, is produced from any of the compositions represented by Bi x Te z, and the like. Therefore, in the embodiment, after weighing each raw material with a composition of Bi 2 (Te 0.95 Se 0.05 ) and performing a process of increasing the purity of these raw materials,
These mixtures are melted and cooled to obtain a thermoelectric semiconductor crystal alloy.
【００１４】この熱電半導体結晶合金をカッターミルに
て粉砕し、熱電半導体結晶粉末とした。次に粉砕された
熱電半導体結晶粉末を所定粒径サイズに分級した。この
ようなして作製した熱電半導体結晶粉末を、図１に概略
的に示すような熱間押出し用治具１のダイス２内に入
れ、熱間押出成形を行った。熱間押出し用治具１は、一
端にノズル状の押出し口４と他端側に該押出し口４と連
通するシリンダ状のキャビティー５を持つダイス２と、
該ダイス２のキャビティー５内に導入された熱電半導体
結晶粉末を押圧するポンチ３と、ダイス２の外表面に取
付けられたヒータ６とからなる。ダイス２のキャビティ
ー壁面とポンチ３の押圧面及びポンチ３とダイス２との
摺動面には、それぞれ本発明の表面コーティング層７、
７が形成されている。この表面コーティング７は、Ｖ
Ｃ、ＴｉＣ等の炭化物で形成した。ヒータ６は図示せぬ
電源供給部から通電されて発熱され、それによりダイス
２が加熱されるようになっている。 好ましくは、ダイ
ス２の加熱温度は４００〜５００℃、熱伝半導体結晶粉
末にかかる圧力は、１０ｔｏｎ／ｃｍ2となるように、
ヒータ６の温度およびポンチ３の押圧力が調整される。The thermoelectric semiconductor crystal alloy was pulverized by a cutter mill to obtain thermoelectric semiconductor crystal powder. Next, the pulverized thermoelectric semiconductor crystal powder was classified into a predetermined particle size. The thermoelectric semiconductor crystal powder thus produced was placed in a die 2 of a hot extrusion jig 1 as schematically shown in FIG. 1 and subjected to hot extrusion. A hot extrusion jig 1 includes a die 2 having a nozzle-shaped extrusion port 4 at one end and a cylindrical cavity 5 communicating with the extrusion port 4 at the other end.
The die 2 includes a punch 3 for pressing the thermoelectric semiconductor crystal powder introduced into the cavity 5 of the die 2, and a heater 6 attached to the outer surface of the die 2. The surface coating layer 7 of the present invention is provided on the cavity wall surface of the die 2, the pressing surface of the punch 3, and the sliding surface of the punch 3 and the die 2, respectively.
7 are formed. This surface coating 7
It was formed of carbides such as C and TiC. The heater 6 is energized by a power supply unit (not shown) and generates heat, thereby heating the die 2. Preferably, the heating temperature of the die 2 is 400 to 500 ° C., and the pressure applied to the heat conductive semiconductor crystal powder is 10 ton / cm 2 .
The temperature of the heater 6 and the pressing force of the punch 3 are adjusted.
【００１５】上記条件下においてポンチ３を矢視Ｃ方向
に移動させると、キャビティー５内の熱電半導体結晶粉
末は、加熱されつつ、ポンチ３の押圧力によって加圧さ
れ、次第に焼結体となる。このようにして形成された焼
結体は、押出し口４へ押出され外部に直線状に排出され
て、熱電半導体焼結体Ｗが製造される。そして、熱間押
出しされた棒状の熱電半導体焼結体Ｗを、例えば押出し
方向と垂直な面で切断することにより、この切断片が熱
電半導体焼結体素子とされる。When the punch 3 is moved in the direction of arrow C under the above conditions, the thermoelectric semiconductor crystal powder in the cavity 5 is pressed by the pressing force of the punch 3 while being heated, and gradually becomes a sintered body. . The sintered body thus formed is extruded into the extrusion port 4 and discharged linearly to the outside, whereby the thermoelectric semiconductor sintered body W is manufactured. The hot extruded rod-shaped thermoelectric semiconductor sintered body W is cut, for example, in a plane perpendicular to the extrusion direction, so that the cut piece is used as a thermoelectric semiconductor sintered body element.
【００１６】上記実施例で焼結体Ｗ中へのダイス金属成
分の混入およびダイス２あるいはポンチ３への焼結体金
属成分の混入を調べるため、実施例として表面コーティ
ング７を形成した試料〜の型材（ダイス、ポンチ）
と、比較例として表面コーティング７を形成しない試料
〜の型材を用いて実際に押出し加工を行い、そのと
きの押出温度（焼結体温度）と、焼結体および型材に含
有される物質の分析実験を行った。試験結果を表１に示
す。In order to examine the mixing of the die metal component into the sintered body W and the mixing of the sintered metal component into the die 2 or the punch 3 in the above-described embodiment, the samples having the surface coating 7 formed thereon were used as examples. Mold material (die, punch)
Then, as a comparative example, the extrusion process was actually performed using the mold material of the sample to which the surface coating 7 was not formed, and the extrusion temperature (sintered body temperature) at that time and the analysis of the substances contained in the sintered body and the mold material An experiment was performed. Table 1 shows the test results.
【００１７】 表１において、試料はＳＫＤ６１製の型材、試料は
タングステンカーバイトとコバルト（ＷＣ＋Ｃｏ）から
なる超硬質物質の型材、試料、は同じくＷＣ＋Ｃｏ
からなる超硬質物質の型材、試料はサーメット（Ｔｉ
Ｃ＋Ｎｉ）製の型材、試料は試料と同じＳＫＤ６１
製の型材、試料は試料と同じサーメット製の型材で
ある。[0017] In Table 1, the sample is a mold material made of SKD61, the sample is a mold material of a super-hard material made of tungsten carbide and cobalt (WC + Co), and the sample is WC + Co.
The super-hard material consisting of cermet (Ti
C + Ni) mold and sample are the same SKD61 as the sample
The sample and the sample are made of the same cermet as the sample.
【００１８】各比較例の型材ではいずれも面粗度が悪化
しているが、各実施例の型材では面粗度の悪化は生じな
かった。比較例の試料では、図２に示すＥＤＸ分析か
ら、焼結体Ｗの表面から０．１ｍｍの深さにＦｅ元素の
拡散が見られ、電気的特性が劣化（ゼーベック係数α=
−１９８μＶ／Ｋが−１７３μＶ／Ｋに変化）している
ことがわかった。Although the surface roughness was deteriorated in each of the mold materials of the comparative examples, the surface roughness was not deteriorated in the mold materials of the examples. In the sample of the comparative example, from the EDX analysis shown in FIG. 2, diffusion of the Fe element was observed at a depth of 0.1 mm from the surface of the sintered body W, and the electrical characteristics were deteriorated (seebeck coefficient α =
(−198 μV / K changed to −173 μV / K).
【００１９】比較例の試料では、分析結果からは拡散
は認められなかったが、キャビティー壁面の面粗度が悪
化していることより、反応が始っていると推測される。
比較例の試料では、押出温度が４９０℃にも上昇した
ことから、反応が急速に進み、図３に示すように、キャ
ビティー壁の表面付近（表面から０．５ｍｍの深さ）に
Ｂｉ、Ｔｅ、ＳｅとＣｏとの混合物が生成されていた。In the sample of the comparative example, no diffusion was observed from the analysis result, but it is presumed that the reaction had started because the surface roughness of the cavity wall surface was deteriorated.
In the sample of the comparative example, since the extrusion temperature rose to 490 ° C., the reaction proceeded rapidly, and Bi, near the surface of the cavity wall (depth of 0.5 mm from the surface) as shown in FIG. A mixture of Te, Se and Co was produced.
【００２０】比較例の試料も、図４に示すように、キ
ャビティー壁の表面付近（表面から１ｍｍの深さ）にＢ
ｉ、Ｔｅ、ＳｅとＮｉとの混合物が生成されていた。し
かし、実施例の試料〜の型材では、焼結体中へのＦ
ｅ等の混入や、キャビティー壁表面付近への焼結体成分
の混入、および面粗度の変化も見られなかった。As shown in FIG. 4, the sample of the comparative example also has B near the surface of the cavity wall (1 mm deep from the surface).
i, Te, and a mixture of Se and Ni were produced. However, in the samples of Examples 1 to 3, the F
e and the like, no mixture of the sintered body component near the cavity wall surface, and no change in the surface roughness were observed.
【００２１】次に表面コーティング層７の優劣を見極め
るため、該表面コーティング層７の材料と焼結体材料と
の反応実験を行った。この実験は、真空中で、表面コー
ティング層を設けた型材で焼結体材料を加圧、加熱し
て、表面コーティング層に焼結体材料を接合させるもの
である。型材は（ＷＣ＋Ｃｏ）を母材とする超硬質物質
で作った。この結果を表２に示す。Next, in order to determine whether the surface coating layer 7 is superior or inferior, a reaction experiment was conducted between the material of the surface coating layer 7 and the sintered material. In this experiment, the sintered body material was pressurized and heated in a vacuum with a mold provided with a surface coating layer, and the sintered body material was joined to the surface coating layer. The mold was made of a super-hard material based on (WC + Co). Table 2 shows the results.
【００２２】 表２から明らかなように、炭素物系およびＤＬＣの表面
コーティング層に熱電半導体焼結体が付着するが、この
付着物は容易にはがれ、型材に変色も見られなかった。
Ｎ系のＴｉＮは、焼結体が容易にはがれたが、部分的に
ブルー色に変色し、反応が開始していると推察された。
また、Ｏ系のＡｌ2Ｏ3では、部分的に凹凸が目視で観察
され、部分的に反応していることが明らかとなった。以
上の結果より、表面コーティング層７として、炭素物ま
たはＤＬＣ、ＤＬＣ−Ｓｉ等が使用に適していることが
判明した。特に、炭化物が反応阻止に優れていることも
明らかとなった。[0022] As is clear from Table 2, the thermoelectric semiconductor sintered body adhered to the surface coating layer of the carbonaceous material and the DLC, but the adhered matter was easily peeled off, and no discoloration was observed in the mold material.
It was presumed that the N-based TiN easily peeled off the sintered body, but partially turned blue, and the reaction started.
Further, in the case of O-based Al 2 O 3 , unevenness was partially observed visually, and it was clarified that partial reaction occurred. From the above results, it was found that carbonaceous material, DLC, DLC-Si, or the like was suitable for use as the surface coating layer 7. In particular, it was also found that carbides were excellent in inhibiting the reaction.
【００２３】次に、型材へのアール付けについて検討す
る。表３に、型材の角部（ポンチ先端のアール）のアー
ル量と、コーティング状態および押出し加工時の反応の
有無を示した。本データは、Ｂｉ2（Ｔｅ0.95Ｓ
ｅ0.05）の合金体を、５００℃に加熱したダイス中に投
入し、共試ポンチで押出し加工を実施した結果である。 Ｒ=０．０４ｍｍの場合、アール部にコーティング層が
形成され難いため、Ｒ部から反応が発生した。Ｒ=０．
０６ｍｍでも、コーティング層が完全に形成されなかっ
たことから、４回の押出しの繰返しで、反応が認められ
た。Ｒ=０．１０ｍｍ以上では、コーティングが完全に
行えたため、５０回の押出しの繰返しでも反応は認めら
れなかった。Next, a description will be given of the rounding of the mold material. Table 3 shows the radius of the corners of the mold (the radius of the tip of the punch), the coating state, and the presence or absence of a reaction during extrusion. This data is Bi 2 (Te 0.95 S
e 0.05 ) is a result of putting the alloy body into a die heated to 500 ° C. and extruding the alloy body with a co-test punch. When R = 0.04 mm, a reaction occurred from the R portion because a coating layer was hardly formed on the radius portion. R = 0.
Even at 06 mm, since the coating layer was not completely formed, a reaction was observed by repeating the extrusion four times. When R = 0.10 mm or more, since the coating was completely performed, no reaction was observed even when the extrusion was repeated 50 times.
【００２４】表３より、熱電半導体焼結体を押出し加工
する型の角部をＲ=０．０６ｍｍ以上にすることで、表
面コーティング層７を反応阻止皮膜として確実に形成す
ることができた。また、Ｒ量は０．１０ｍｍ以上がこの
ましい。From Table 3, it was found that the surface coating layer 7 could be reliably formed as a reaction inhibiting film by setting the corner of the die for extruding the thermoelectric semiconductor sintered body to R = 0.06 mm or more. The R amount is preferably 0.10 mm or more.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、熱電
半導体焼結体と型材との反応を阻止する表面コーティン
グ層を少なくともダイスのキャビティー壁面に設けるこ
とにより、該表面コーティング層がダイスの金属成分と
熱電半導体結晶粉末の溶融物との反応を阻止し、キャビ
ティー壁の表面荒れを回避して量産性を向上すると共
に、棒状の熱電半導体焼結体の性能低下を抑止すること
ができる。As described above, according to the present invention, the surface coating layer for preventing the reaction between the thermoelectric semiconductor sintered body and the mold material is provided at least on the cavity wall surface of the die. The reaction between the metal component and the melt of the thermoelectric semiconductor crystal powder can be prevented, the surface roughness of the cavity wall can be avoided to improve mass productivity, and the performance of the rod-shaped thermoelectric semiconductor sintered body can be prevented from deteriorating. it can.
【図１】 本発明の熱電半導体焼結素子の製造方法にお
いて棒状の焼結体が押出される様子を示す説明図であ
る。FIG. 1 is an explanatory view showing a state in which a rod-shaped sintered body is extruded in a method for manufacturing a thermoelectric semiconductor sintered element of the present invention.
【図２】 焼結体中に拡散したＦｅ元素の含有特性を示
し、縦軸は原子含有率、横軸は焼結体の表面から軸心方
向への深さを表す。FIG. 2 shows the content characteristics of Fe elements diffused in the sintered body, the vertical axis represents the atomic content, and the horizontal axis represents the depth from the surface of the sintered body in the axial direction.
【図３】 比較例の型材の表面付近に含有された焼結体
成分の特性を示し、縦軸は原子カウント数、横軸は型材
の表面からの深さを表す。FIG. 3 shows the characteristics of components of a sintered body contained in the vicinity of the surface of a mold material of a comparative example.
【図４】 別の比較例の型材の表面付近に含有された焼
結体成分の特性を示し、縦軸は原子カウント数、横軸は
型材の表面からの深さを表す。FIG. 4 shows the characteristics of a sintered body component contained in the vicinity of the surface of a mold material of another comparative example, where the vertical axis represents the atomic count number and the horizontal axis represents the depth from the surface of the mold material.
１…押出し用治具、２…ダイス、３…ポンチ、４…押出
し口、５…キャビティー、６…ヒータ、７…表面コーテ
ィング層。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Extrusion jig, 2 ... Die, 3 ... Punch, 4 ... Extrusion port, 5 ... Cavity, 6 ... Heater, 7 ... Surface coating layer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀 智 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 安藤 雅祥 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Satoshi Hori 2-1-1 Asahi-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Inside Aisin Seiki Co., Ltd. (72) Inventor Masayoshi Ando 2-1-1 Asahi-cho, Kariya-shi, Aichi Aisin Seiki Inside the company
Claims (5)
ャビティー内で加熱しつつ押出して棒状の熱電半導体焼
結体を形成し、得られた該熱電半導体焼結体を切断して
熱電半導体焼結素子とする熱電半導体焼結素子の製造方
法であって、 前記キャビティーを形成する壁面に炭化物またはダイヤ
モンドライクカーボンからなる表面コーティング層を形
成したことを特徴とする熱電半導体焼結素子の製造方
法。An extruded thermoelectric semiconductor crystal powder is extruded while being heated in a cavity of an extrusion die to form a rod-shaped thermoelectric semiconductor sintered body, and the obtained thermoelectric semiconductor sintered body is cut to obtain a thermoelectric semiconductor sintered body. A method for manufacturing a thermoelectric semiconductor sintered element as an element, wherein a surface coating layer made of carbide or diamond-like carbon is formed on a wall surface forming the cavity.
求項１記載の熱電半導体焼結素子の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the carbide is VC or TiC.
のキャビティー内で加熱しつつ押出して棒状の熱電半導
体焼結体を形成するための熱電半導体焼結体用押出し型
であって、 前記キャビティーを形成する壁面に炭化物またはダイヤ
モンドライクカーボンからなる表面コーティング層が形
成されてなることを特徴とする熱電半導体焼結体用押出
し型。3. An extrusion die for a thermoelectric semiconductor sintered body for extruding a thermoelectric semiconductor crystal powder while heating in a cavity of the extrusion die to form a rod-shaped thermoelectric semiconductor sintered body, wherein An extrusion die for a thermoelectric semiconductor sintered body, characterized in that a surface coating layer made of carbide or diamond-like carbon is formed on a wall surface on which a surface is formed.
求項３記載の熱電半導体焼結体用押出し型。4. The extrusion die for a thermoelectric semiconductor sintered body according to claim 3, wherein the carbide is VC or TiC.
はＲ０．１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項３記
載の熱電半導体焼結体用押出し型。5. The extrusion die for a thermoelectric semiconductor sintered body according to claim 3, wherein a corner of a wall forming the cavity has a radius of 0.1 mm or more.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP27762497A JP3922481B2 (en) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | Thermoelectric semiconductor sintered element manufacturing method and extrusion mold for thermoelectric semiconductor sintered body |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH11121817A true JPH11121817A (en) | 1999-04-30 |
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| KR20020096490A (en) * | 2001-06-20 | 2002-12-31 | 병 선 천 | Multi functional vacuum extrusion method for thermoelectric semiconductor materials and thereof apparatus |
| JP2003046149A (en) * | 2001-08-02 | 2003-02-14 | Univ Shimane | Manufacturing apparatus for thermoelectric conversion material |
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- 1997-10-09 JP JP27762497A patent/JP3922481B2/en not_active Expired - Fee Related
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