JPS5915192B2 - 熱電素子およびその製法 - Google Patents
熱電素子およびその製法Info
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- JPS5915192B2 JPS5915192B2 JP51049792A JP4979276A JPS5915192B2 JP S5915192 B2 JPS5915192 B2 JP S5915192B2 JP 51049792 A JP51049792 A JP 51049792A JP 4979276 A JP4979276 A JP 4979276A JP S5915192 B2 JPS5915192 B2 JP S5915192B2
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- H10N10/851—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions
- H10N10/855—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions comprising compounds containing boron, carbon, oxygen or nitrogen
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電気的に直列接続した異なる熱電性質の2つの
導体材料、とくにp形半導体およびn形半導体を有する
熱電素子およびその製法に関する。
導体材料、とくにp形半導体およびn形半導体を有する
熱電素子およびその製法に関する。
熱電素子は熱の電気エネルギーへの変換に使用されるけ
れど、電気エネルギーの供給により熱または冷熱を発生
させることもできる。熱電素子はもともと結合位置で互
L・にろう接した2種の金属から製造された。
れど、電気エネルギーの供給により熱または冷熱を発生
させることもできる。熱電素子はもともと結合位置で互
L・にろう接した2種の金属から製造された。
このろう接部加熱の際に発生する熱電圧は2つの金属が
熱電電位列で互(゛に離れて℃・るほど大きく、かつろ
う接部の温度上昇とともに増大する。しかしこのろう接
部は機械的および熱的に敏感であり、とくに熱電素子が
高(・温度または振動にさらされる場合破損しやす(・
。最近2つの導体材料がp形半導体とn形半導体よりな
る熱電素子が公知になつた。
熱電電位列で互(゛に離れて℃・るほど大きく、かつろ
う接部の温度上昇とともに増大する。しかしこのろう接
部は機械的および熱的に敏感であり、とくに熱電素子が
高(・温度または振動にさらされる場合破損しやす(・
。最近2つの導体材料がp形半導体とn形半導体よりな
る熱電素子が公知になつた。
半導体材料としてはたとえばテルル化鉛、テルル化ゲル
マニウムおよびテルル化ビスマスが挙げられる。この場
合ろう接などによる機械的および電気的結合はさらに困
難である。それぞれ2つの金属円筒の間に半導体円筒が
支持され、結合部が電解的に設けられた金属カラーによ
つてブリツジされ、このように製造された円筒の結合が
金属ブリツジによつて行われるとくに多部材の熱電素子
が公知になつた。本発明の目的は2つの導体材料の間の
機械的および電気的結合が非常に安定であり、半導体熱
電素子として設定することもでき、かつ種々の形で簡単
に製造しうる熱電素子およびその製法を得ることである
。この目的は本発明により互いに結合した細孔を有する
多孔性基体を製造し、この細孔へ溶融流動材料を導入し
、この材料により第1の領域へ第1導体材料の少なくと
も1つの成分、第2の領域ヘ第2導体材料の少なくとも
1つの成分を供給することによつて解決される。
マニウムおよびテルル化ビスマスが挙げられる。この場
合ろう接などによる機械的および電気的結合はさらに困
難である。それぞれ2つの金属円筒の間に半導体円筒が
支持され、結合部が電解的に設けられた金属カラーによ
つてブリツジされ、このように製造された円筒の結合が
金属ブリツジによつて行われるとくに多部材の熱電素子
が公知になつた。本発明の目的は2つの導体材料の間の
機械的および電気的結合が非常に安定であり、半導体熱
電素子として設定することもでき、かつ種々の形で簡単
に製造しうる熱電素子およびその製法を得ることである
。この目的は本発明により互いに結合した細孔を有する
多孔性基体を製造し、この細孔へ溶融流動材料を導入し
、この材料により第1の領域へ第1導体材料の少なくと
も1つの成分、第2の領域ヘ第2導体材料の少なくとも
1つの成分を供給することによつて解決される。
この過程にお(・て基体は1体の支持骨格を形成し、そ
の細孔は凝固した融液で充てんされる。
の細孔は凝固した融液で充てんされる。
それゆえ高(・機械的強度を有する非常にコンパクトな
ブロツクが得られる。異なる導体性質は基体の1体性を
維持しながら溶融流動材料によつて与えられる。それゆ
えろう接その他の結合を必要とせずに、これらの導体材
料を中性中間導体との直接接触によるか、または有利に
は相互の直接接触によつて確実な電気的接触に維持する
ことができる。熱電素子の形は任意に選択することがで
きる。と℃゛うのは基体を任意の形で得ることができる
からである。とくに有利な方法によればまず多孔性基体
を製造し、次に融液から毛管吸上げによつて溶融流動材
料が細孔に供給される。
ブロツクが得られる。異なる導体性質は基体の1体性を
維持しながら溶融流動材料によつて与えられる。それゆ
えろう接その他の結合を必要とせずに、これらの導体材
料を中性中間導体との直接接触によるか、または有利に
は相互の直接接触によつて確実な電気的接触に維持する
ことができる。熱電素子の形は任意に選択することがで
きる。と℃゛うのは基体を任意の形で得ることができる
からである。とくに有利な方法によればまず多孔性基体
を製造し、次に融液から毛管吸上げによつて溶融流動材
料が細孔に供給される。
毛管作用によつて融液の材料は確実に細孔へ送られるの
で、細孔はほぼ完全に充てんされ、細孔内部の2つの導
体材料の接触位置に良好な電気的接触が達成される。一
般に基体の端部を融液に浸漬し、融液が第1または第2
領域の孔へ侵入するまでの間その中に保持すれば十分で
ある。溶融流動材料としてはそれぞれ融解した第1また
は第2導体材料を使用することができる。
で、細孔はほぼ完全に充てんされ、細孔内部の2つの導
体材料の接触位置に良好な電気的接触が達成される。一
般に基体の端部を融液に浸漬し、融液が第1または第2
領域の孔へ侵入するまでの間その中に保持すれば十分で
ある。溶融流動材料としてはそれぞれ融解した第1また
は第2導体材料を使用することができる。
もう1つの方法は細孔を部分的に導体材料の少なくとも
1つの第1成分で充てんし、溶融流動材料が導体材料の
少なくとも1つの第2成分を含み、これらの成分を細孔
内で導体材料形成のため反応させることよりなる。これ
はたとえば導体材料としての半導体が多数の場合に有利
であり、とくに半導体自体、すなわち反応生成物が少な
くとも第2成分より高(・融点を有する場合有利である
。さらに基体が導体材料の少なくとも1つの第1成分を
含み、溶融流動材料が導体材料の少なくとも1つの第2
成分を含み、これらの成分を基体内で反応させることも
できる。この場合導体材料は基体材料の少なくとも1部
の反応によつて形成される。有利な実施例によれば導体
材料としてp形半導体とn形半導体を使用する場合、p
形ドープ剤とn形ドープ剤は溶融流動材料により細孔へ
送られる。
1つの第1成分で充てんし、溶融流動材料が導体材料の
少なくとも1つの第2成分を含み、これらの成分を細孔
内で導体材料形成のため反応させることよりなる。これ
はたとえば導体材料としての半導体が多数の場合に有利
であり、とくに半導体自体、すなわち反応生成物が少な
くとも第2成分より高(・融点を有する場合有利である
。さらに基体が導体材料の少なくとも1つの第1成分を
含み、溶融流動材料が導体材料の少なくとも1つの第2
成分を含み、これらの成分を基体内で反応させることも
できる。この場合導体材料は基体材料の少なくとも1部
の反応によつて形成される。有利な実施例によれば導体
材料としてp形半導体とn形半導体を使用する場合、p
形ドープ剤とn形ドープ剤は溶融流動材料により細孔へ
送られる。
ドープ剤は溶融流動材料によつて初めてその場にもたら
されるので、互℃・に確実な接触面を形成する、抵抗率
の型式の異なる互℃・に離れた2つの清浄な半導体が基
体内に得られる。この場合基体はドーブ剤を含む融液と
接触させることができる。基体は最初ドープ剤を添加し
、次に融液と接触させることもできる。たとえばドープ
剤を基体製造の際すでにその中に配置してもよ(・。p
形ドープ剤を基体の1端に、n形ドープ剤を他端に配置
し、次に両端を融液と接触させれば、異なる形にドープ
された融液が相反する側から基体に上昇してつ(・には
互℃・に接触する。1つのドープ剤を基体の中央に、他
のドープ剤を基体の端部に配置し、次にこの端部だけを
融液と接触させることもできる。
されるので、互℃・に確実な接触面を形成する、抵抗率
の型式の異なる互℃・に離れた2つの清浄な半導体が基
体内に得られる。この場合基体はドーブ剤を含む融液と
接触させることができる。基体は最初ドープ剤を添加し
、次に融液と接触させることもできる。たとえばドープ
剤を基体製造の際すでにその中に配置してもよ(・。p
形ドープ剤を基体の1端に、n形ドープ剤を他端に配置
し、次に両端を融液と接触させれば、異なる形にドープ
された融液が相反する側から基体に上昇してつ(・には
互℃・に接触する。1つのドープ剤を基体の中央に、他
のドープ剤を基体の端部に配置し、次にこの端部だけを
融液と接触させることもできる。
この場合全基体を通つて上昇する融液に後者のドープ剤
が添加されることは避けられな℃・けれど、基体の中央
からは前者のドープ剤が勝るので、最終的には異なる形
にドープされた2つの半導体が得られる。半導体の異な
る抵抗率がドープ剤によつてつくられる場合、2つの導
体材料を製造するため同じ融液を使用することができる
。
が添加されることは避けられな℃・けれど、基体の中央
からは前者のドープ剤が勝るので、最終的には異なる形
にドープされた2つの半導体が得られる。半導体の異な
る抵抗率がドープ剤によつてつくられる場合、2つの導
体材料を製造するため同じ融液を使用することができる
。
有利な実施例によれば基体は結合剤によつて保持される
α〜またはβ−SiCから製造され、その細孔は1部炭
素で充てんされ、Siの融液が使用され、かつドープ剤
添加のもとに反応焼結によつて2つの導体材料が細孔内
に製造される。
α〜またはβ−SiCから製造され、その細孔は1部炭
素で充てんされ、Siの融液が使用され、かつドープ剤
添加のもとに反応焼結によつて2つの導体材料が細孔内
に製造される。
炭素はこの場合黒鉛として添加されるけれど、基体内で
フエノール樹脂などの熱分解によつて製造することもで
きる。α−SiCよりなる圧縮体内のSiとCの反応焼
結は自体公知である(西ドイツ公開特許公報第2310
148号参照)。もう1つの方法は基体を結合剤によつ
て結合した炭素粒子たとえば黒鉛粒子から製造し、Si
の融液を使用し、ドープ剤添加のもとに反応焼結によつ
て基体内に2つの導体材料を製造することよりなる。
フエノール樹脂などの熱分解によつて製造することもで
きる。α−SiCよりなる圧縮体内のSiとCの反応焼
結は自体公知である(西ドイツ公開特許公報第2310
148号参照)。もう1つの方法は基体を結合剤によつ
て結合した炭素粒子たとえば黒鉛粒子から製造し、Si
の融液を使用し、ドープ剤添加のもとに反応焼結によつ
て基体内に2つの導体材料を製造することよりなる。
この方法で基体は少なくとも1部p形またはn形のβ−
SiCに反応する。ドープ剤としては常用添加剤が使用
され、SiCの場合たとえばアルミニウムがp形ドープ
剤、アンチモンがn形ドープ剤として使用される。
SiCに反応する。ドープ剤としては常用添加剤が使用
され、SiCの場合たとえばアルミニウムがp形ドープ
剤、アンチモンがn形ドープ剤として使用される。
さらに反応焼結後、遊離Siが基体内に残る程度の量の
溶融Siを供給するのが望ましく、基体の端部の間の範
囲のSiはエツチングにより除去される。端部に残るS
iは接続接点の設置を著しく容易にする。さらに比抵抗
が低下されるので、冷接合位置の熱負荷が小さくなる。
さらにU形基体を製造し、両端を同時に融液へ浸漬する
ことができる。
溶融Siを供給するのが望ましく、基体の端部の間の範
囲のSiはエツチングにより除去される。端部に残るS
iは接続接点の設置を著しく容易にする。さらに比抵抗
が低下されるので、冷接合位置の熱負荷が小さくなる。
さらにU形基体を製造し、両端を同時に融液へ浸漬する
ことができる。
それによつて製造が時間的に短縮される。熱電素子は他
の方法でも製造することができる。
の方法でも製造することができる。
たとえば基体の材料と2つの導体材料を互(゛に混合し
、型の中で熱および圧力により処理することができる。
この場合基体は焼結され、導体材料は融解し、細孔はほ
ぼ完全に充てんされる。本法で製造した熱電素子は多孔
性基体が互(・に結合した細孔を有し、この細孔が第1
領域では第1導体材料により、第2領域では第2導体材
料によつて充てんされて℃・ることを特徴とする。
、型の中で熱および圧力により処理することができる。
この場合基体は焼結され、導体材料は融解し、細孔はほ
ぼ完全に充てんされる。本法で製造した熱電素子は多孔
性基体が互(・に結合した細孔を有し、この細孔が第1
領域では第1導体材料により、第2領域では第2導体材
料によつて充てんされて℃・ることを特徴とする。
同様に熱電素子は多孔性基体の第1領域がほぼ第1導体
材料、第2領域がほぼ第2導体材料からなり、かつ互(
・に結合する細孔を有し、その細孔が導体材料の1成分
を含む凝固した融液で充てんされていることを特徴とす
る。有利な実施方式によれば多孔性基体は焼結されたα
−またはβ−SiCからなり、導体材料はp形またはn
形にドープされたβ−SiCからなる。
材料、第2領域がほぼ第2導体材料からなり、かつ互(
・に結合する細孔を有し、その細孔が導体材料の1成分
を含む凝固した融液で充てんされていることを特徴とす
る。有利な実施方式によれば多孔性基体は焼結されたα
−またはβ−SiCからなり、導体材料はp形またはn
形にドープされたβ−SiCからなる。
この場合ドープされた炭化ケイ素は非常に大き℃゛熱起
電力を有する2つの半導体を形成する。n形には約+3
00μ/℃、p形には−300μV/℃が生ずるので、
全熱電素子は約600ILV/℃の熱電圧を発生する。
ドープしたSiCを基体の細孔へ組込むことによつて2
つのSiC半導体を互(・に固(・機械的結合および確
実な電気的接触に保持する可能性が初めて得られる。こ
の熱電素子は2000℃を超える高い温度にさらすこと
もできる。さらに腐食性雰囲気中で使用することもでき
る。しかし基体の材料としては他の材料たとえばガラス
、ホウ素、チツ化ホウ素、酸化アルミニウムまたは導体
材料が細孔にある場合十分な絶縁に作用し、製造条件お
よび作業条件下に有害な変形を生じな℃・他の材料を使
用することもできる。
電力を有する2つの半導体を形成する。n形には約+3
00μ/℃、p形には−300μV/℃が生ずるので、
全熱電素子は約600ILV/℃の熱電圧を発生する。
ドープしたSiCを基体の細孔へ組込むことによつて2
つのSiC半導体を互(・に固(・機械的結合および確
実な電気的接触に保持する可能性が初めて得られる。こ
の熱電素子は2000℃を超える高い温度にさらすこと
もできる。さらに腐食性雰囲気中で使用することもでき
る。しかし基体の材料としては他の材料たとえばガラス
、ホウ素、チツ化ホウ素、酸化アルミニウムまたは導体
材料が細孔にある場合十分な絶縁に作用し、製造条件お
よび作業条件下に有害な変形を生じな℃・他の材料を使
用することもできる。
導体材料も任意に、たとえば現在まで熱電素子に使用し
た金属および半導体の中から選ぶことができる。熱電素
子の形の選択も所望の使用条件に容易に適合させること
ができる。一般に多孔性基体したがつて熱電素子を棒状
に形成するのがきわめて有利である。棒の長さは熱接合
部が冷接合部に熱影響をおよぼさな(゛ように作用する
。形状を任意に選択できるため、熱電素子に熱負荷され
る構造物に適する構造要素として適する形を与えること
もできる。
た金属および半導体の中から選ぶことができる。熱電素
子の形の選択も所望の使用条件に容易に適合させること
ができる。一般に多孔性基体したがつて熱電素子を棒状
に形成するのがきわめて有利である。棒の長さは熱接合
部が冷接合部に熱影響をおよぼさな(゛ように作用する
。形状を任意に選択できるため、熱電素子に熱負荷され
る構造物に適する構造要素として適する形を与えること
もできる。
その際この構造要素は同時にこの構造要素の範囲の温度
を測定するためにも役立つ。たとえば前記炭化ケイ素熱
電素子をジニットエンジンの構造部材たとえば壁ライニ
ングまたはジニット流路内の支柱として使用することb
くできる。次に本発明を図面により説明する。
を測定するためにも役立つ。たとえば前記炭化ケイ素熱
電素子をジニットエンジンの構造部材たとえば壁ライニ
ングまたはジニット流路内の支柱として使用することb
くできる。次に本発明を図面により説明する。
溶解ルツボ1内に壁4で仕切られた2つの室2および3
がある。
がある。
室2にはp形ドープ剤としてアルミニウムを添加した溶
融Siの融液5がある。室3にはn形ドープ剤としてア
ンチモンを添加した溶融Siの融液6がある。これらの
融液は約1600℃の温度に保持される。U形棒の形の
基体7はα−SiC粒子および黒鉛粒子から結合剤を使
用して成形される。
融Siの融液5がある。室3にはn形ドープ剤としてア
ンチモンを添加した溶融Siの融液6がある。これらの
融液は約1600℃の温度に保持される。U形棒の形の
基体7はα−SiC粒子および黒鉛粒子から結合剤を使
用して成形される。
SiC粒子8の間に細孔の残る構造体が得られ、この細
孔は1部しか黒鉛粒子で充てんされて℃・ないので、多
孔性が残る。この基体7の端部9を融液5に、同時に端
部10を融液6に浸漬する/
0多孔性基体7の毛管作用のためドープされ
た溶融Siは基体7の両脚を上昇し、異なる形にドープ
されたSiは接触面11に沿つて出会う。
孔は1部しか黒鉛粒子で充てんされて℃・ないので、多
孔性が残る。この基体7の端部9を融液5に、同時に端
部10を融液6に浸漬する/
0多孔性基体7の毛管作用のためドープされ
た溶融Siは基体7の両脚を上昇し、異なる形にドープ
されたSiは接触面11に沿つて出会う。
上昇の間Siは同時に2300℃までの温度上昇(反応
焼結)下に炭素と反応してβ−SlCを形成する。した
がつて領域13の細孔12内には正にドーブされたSi
Cの形の第1導体材料が、第2領域15の細孔には負に
ドープされたSiCの形の第2導体材料16が発生する
。2つの導体材料14および16は焼結により互(・に
固く結合され、接触面11に沿つて互℃・に電気的に接
触する。
焼結)下に炭素と反応してβ−SlCを形成する。した
がつて領域13の細孔12内には正にドーブされたSi
Cの形の第1導体材料が、第2領域15の細孔には負に
ドープされたSiCの形の第2導体材料16が発生する
。2つの導体材料14および16は焼結により互(・に
固く結合され、接触面11に沿つて互℃・に電気的に接
触する。
接触面11の範囲を高温、両端9および10を低温にさ
らせば熱電圧が生ずる。第3図の実施例の場合、ルツボ
17にはただ1つの室18があり、この中にドープされ
て℃・なL・溶融Slよりなる融液19がある。
らせば熱電圧が生ずる。第3図の実施例の場合、ルツボ
17にはただ1つの室18があり、この中にドープされ
て℃・なL・溶融Slよりなる融液19がある。
SiCおよびCの混合物よりなるU形に曲げた棒の形の
基体20の両端21および22を融液19に浸漬する。
両端には基体20の製造中すでにp形ドープ剤23また
はn形ドープ剤24たとえばアルミニウムまたはアンチ
モンが配置されて(・る。溶融Siが基体20の脚を通
つて上昇すれば、ドープゾーン通過の際Siはドープさ
れるので、結果的には第1図実施例の場合と同様の熱電
素子/)t得られる。第4図のルツボ25内のただ1つ
の室26にはドープされて(・ないSiからなるただ1
つの融液27がある。この中に棒7および20と同様の
組成の直線的棒の形の基体29の端部28を浸漬する。
この基体は端部28にp形ドープ剤30および中央部に
多量のn形ドープ剤31を含む。Siが基体29内を上
昇すると下部領域32には正にドープされたSlC半導
体、上部領域33にはn形ドープ剤が多(・ため負にド
ープされたSiC半導体が形成される。第5図には内部
空間35に正にドープしたSiの融液を装入したルツボ
34が示される。
基体20の両端21および22を融液19に浸漬する。
両端には基体20の製造中すでにp形ドープ剤23また
はn形ドープ剤24たとえばアルミニウムまたはアンチ
モンが配置されて(・る。溶融Siが基体20の脚を通
つて上昇すれば、ドープゾーン通過の際Siはドープさ
れるので、結果的には第1図実施例の場合と同様の熱電
素子/)t得られる。第4図のルツボ25内のただ1つ
の室26にはドープされて(・ないSiからなるただ1
つの融液27がある。この中に棒7および20と同様の
組成の直線的棒の形の基体29の端部28を浸漬する。
この基体は端部28にp形ドープ剤30および中央部に
多量のn形ドープ剤31を含む。Siが基体29内を上
昇すると下部領域32には正にドープされたSlC半導
体、上部領域33にはn形ドープ剤が多(・ため負にド
ープされたSiC半導体が形成される。第5図には内部
空間35に正にドープしたSiの融液を装入したルツボ
34が示される。
この融液に前記基体と同様の組成の細長(・棒の形の基
体37の端部を浸漬する。この基体37の端部38はS
iが39の高さに達するまで融液36に浸漬される。こ
の方法で領域40には正にドープされたSiC半導体が
生ずる。次に基体37を内部空間42に負にドープされ
たSiの融液43を装入したルツボ41に入れる。この
融液43へ基体37の端部44をSiが高さ39に達す
るまで浸漬する。第2の領域45は負にドープしたSi
C半導体で充てんされる。すべての実施方式にお℃・て
毛管作用で上昇するSiの量がCとの反応焼結に必要で
あるより多(゛ように実施することができる。
体37の端部を浸漬する。この基体37の端部38はS
iが39の高さに達するまで融液36に浸漬される。こ
の方法で領域40には正にドープされたSiC半導体が
生ずる。次に基体37を内部空間42に負にドープされ
たSiの融液43を装入したルツボ41に入れる。この
融液43へ基体37の端部44をSiが高さ39に達す
るまで浸漬する。第2の領域45は負にドープしたSi
C半導体で充てんされる。すべての実施方式にお℃・て
毛管作用で上昇するSiの量がCとの反応焼結に必要で
あるより多(゛ように実施することができる。
それゆえ反応焼結後熱電素子内には遊離Siが残存する
。この遊離Siは端部38と44の間の範囲46ではエ
ツチングにより除去される。エツチングはたとえば硝酸
とフツ酸の混合物で行われる。次に作動中冷にとどまる
端部38および44には比較的簡単に接続接点を設置す
ることができる。たとえば遊離Siと電気的にほぼ導体
である共晶合金を形成する金属が被覆される。これに適
する金属はたとえばアルミニウム、銀、金またはアンチ
モンである。すべての実施例にお(・て基体7,20,
29または37を結合剤で結合した黒鉛粒子8から製造
することもできる。このような基体内をドープした溶融
Siが上昇すると、基体の黒鉛粒子とSiの間の反応焼
結によつてp形またはn形ドープ剤を含むβ−SiCが
発生するので、導体材料がほぼ全基体にわたつて形成さ
れる。ドープした他の半導体を得るためSiの代りに他
の材料たとえばチタンの融液を使用することもでき、そ
の際基体の組成は適当に選択しなければならな(・o同
様基体に多孔性ガラスを使用し、溶融金属の融液に浸漬
することができる。
。この遊離Siは端部38と44の間の範囲46ではエ
ツチングにより除去される。エツチングはたとえば硝酸
とフツ酸の混合物で行われる。次に作動中冷にとどまる
端部38および44には比較的簡単に接続接点を設置す
ることができる。たとえば遊離Siと電気的にほぼ導体
である共晶合金を形成する金属が被覆される。これに適
する金属はたとえばアルミニウム、銀、金またはアンチ
モンである。すべての実施例にお(・て基体7,20,
29または37を結合剤で結合した黒鉛粒子8から製造
することもできる。このような基体内をドープした溶融
Siが上昇すると、基体の黒鉛粒子とSiの間の反応焼
結によつてp形またはn形ドープ剤を含むβ−SiCが
発生するので、導体材料がほぼ全基体にわたつて形成さ
れる。ドープした他の半導体を得るためSiの代りに他
の材料たとえばチタンの融液を使用することもでき、そ
の際基体の組成は適当に選択しなければならな(・o同
様基体に多孔性ガラスを使用し、溶融金属の融液に浸漬
することができる。
第1図は製造終了時のルツボ中の熱電素子、第2図は2
つの導体材料の接触部、第3および4図はルツボに挿入
した直後の基体、第5図は第1ルツボ内の第1導体材料
を有する基体、第6図は第2ルツボ内で2つの導体材料
を有する第5図の基体をそれぞれ縦断面図で示す図であ
る。 1・・・ルツボ、7・・・基体、8・・・SiC粒子、
23,24,30,31・・・ドープ剤。
つの導体材料の接触部、第3および4図はルツボに挿入
した直後の基体、第5図は第1ルツボ内の第1導体材料
を有する基体、第6図は第2ルツボ内で2つの導体材料
を有する第5図の基体をそれぞれ縦断面図で示す図であ
る。 1・・・ルツボ、7・・・基体、8・・・SiC粒子、
23,24,30,31・・・ドープ剤。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 熱電性質の異なる電気的に直列接続された2つの導
体材料、とくにp形半導体およびn形半導体を有する熱
電素子において、互いに結合する細孔12を有する多孔
性基体7、20、29、37を有し、その第1の領域1
3、32、40が第1の導体材料14で、第2の領域1
5、33、45が第2の導体材料16で充てんされてい
ることを特徴とする熱電素子。 2 熱電性質の異なる電気的に直列接続された2つの導
体材料、とくにp形半導体およびn形半導体を有する熱
電素子において、多孔性基体7、20、29、37を有
し、その第1領域13、32、40がほぼ第1導体材料
、第2領域15、33、45がほぼ第2導体材料よりな
り、かつ互いに結合する細孔12を有し、その細孔が導
体材料の1成分を含む凝固した融液で充てんされている
ことを特徴とする熱電素子。 3 2つの導体材料14、16が細孔12内または基体
内で互いに直接接触している特許請求の範囲1項または
2項記載の熱電素子。 4 多孔性基体7、20、29、37が焼結されたα−
またはβ−SiCからなり、導体材料14、16がp形
またはn形にドープされたβ−SiCからなる特許請求
の範囲1〜3項の1つに記載の熱電素子。 5 多孔性基体7、20、29、37が棒状である特許
請求の範囲1〜4項の1つに記載の熱電素子。 6 熱負荷される構造物の構造要素として使用される特
許請求の範囲1〜5項の1つに記載の熱電素子。 7 熱電性質の異なる電気的に直列接続された2つの導
体材料、とくにp形半導体およびn形半導体を有する熱
電素子の製法において、互いに結合する細孔を有する多
孔性基体を製造し、その細孔へ溶融流動材料を導入し、
この材料により第1領域に第1導体材料の少なくとも1
つの成分を、第2領域に第2導体材料の少なくとも1つ
の成分を送ることを特徴とする熱電素子の製法。 8 最初多孔性基体を製造し、次に溶融流動材料を毛管
吸上げによつて融液から細孔へ送る特許請求の範囲7項
記載の製法。 9 基体の端部のみを融液へ浸漬し、融液が第1または
第2領域の細孔へ侵入するまでその中に保持する特許請
求の範囲8項記載の製法。 10 溶融流動材料としてそれぞれ融解した第1または
第2導体材料を使用する特許請求の範囲7〜9項の1つ
に記載の製法。 11 細孔が1部導体材料の少なくとも1つの第1成分
で充てんされ、溶融流動材料が導体材料の少なくとも1
つの第2成分を含み、これらの成分を細孔内で導体材料
形成のため反応させる特許請求の範囲7〜9項の1つに
記載の製法。 12 基体が導体材料の少なくとも1つの第1成分を含
み、溶融流動材料が導体材料の少なくとも1つの第2成
分を含み、これらの成分を基体内で反応させる特許請求
の範囲7〜9項の1つに記載の製法。 13 導体材料としてp形半導体およびn形半導体を使
用する際、p形ドープ剤およびn形ドープ剤を溶融流動
材料によつて細孔へ送る特許請求の範囲7〜12項の1
つに記載の製法。 14 基体をドープ剤を含む融液と接触させる特許請求
の範囲8項または13項記載の製法。 15 基体に最初ドープ剤を添加し、次に融液と接触さ
せる特許請求の範囲8項または13項記載の製法。 16 ドープ剤を基体製造の際基体中に配置する特許請
求の範囲15項記載の製法。 17 基体の1端にp形ドープ剤、他端にn形ドープ剤
を配置し、次に両端を融液と接触させる特許請求の範囲
15項または16項記載の方法。 18 1つのドープ剤を基体の中央に、他のドープ剤を
基体の端部に配置し、その端部だけを融液と接触させる
特許請求の範囲15項または16項記載の製法。 19 2つの導体材料を製造するため同じ融液を使用す
る特許請求の範囲15〜18項の1つに記載の製法。 20 基体を結合剤によつて結合したα−またはβ−S
iCから製造し、その細孔を1部炭素で充てんし、Si
の融液を使用し、ドープ剤添加のもとに反応焼結によつ
て細孔内に2つの導体材料をつくる特許請求の範囲11
項および13〜19項の1つに記載の製法。 21 基体を結合剤によつて結合した炭素粒子から製造
し、Siの融液を使用し、ドープ剤添加のもとに反応焼
結によつて基体内に2つの導体材料をつくる特許請求の
範囲12〜19項の1つに記載の製法。 22 反応焼結後遊離Siが基体内に残るような量の融
解したSiを供給し、基体の端部の間の範囲のSiをエ
ッチングで除去する特許請求の範囲20項または21項
記載の製法。 23 U形基体を製造し、両端を同時に融液へ浸漬する
特許請求の範囲7〜22項の1つに記載の製法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2519338A DE2519338C3 (de) | 1975-04-30 | 1975-04-30 | Verfahren zur Herstellung eines Thermoelements und dessen Anwendung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS51134590A JPS51134590A (en) | 1976-11-22 |
JPS5915192B2 true JPS5915192B2 (ja) | 1984-04-07 |
Family
ID=5945471
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP51049792A Expired JPS5915192B2 (ja) | 1975-04-30 | 1976-04-30 | 熱電素子およびその製法 |
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Country | Link |
---|---|
US (1) | US4032371A (ja) |
JP (1) | JPS5915192B2 (ja) |
CA (1) | CA1063252A (ja) |
CH (1) | CH607334A5 (ja) |
DE (1) | DE2519338C3 (ja) |
DK (1) | DK143779C (ja) |
FR (1) | FR2309985A1 (ja) |
GB (1) | GB1548748A (ja) |
NL (1) | NL7604430A (ja) |
SE (1) | SE408837B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6151592U (ja) * | 1984-09-05 | 1986-04-07 |
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US4169739A (en) * | 1978-04-12 | 1979-10-02 | Semix, Incorporated | Method of making silicon-impregnated foraminous sheet by partial immersion and capillary action |
US4171991A (en) * | 1978-04-12 | 1979-10-23 | Semix, Incorporated | Method of forming silicon impregnated foraminous sheet by immersion |
US4349407A (en) * | 1979-05-09 | 1982-09-14 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method of forming single crystals of beta silicon carbide using liquid lithium as a solvent |
EP0907211A1 (en) * | 1997-10-01 | 1999-04-07 | Imra Europe S.A. | A peltier effect module and a method of manufacturing it |
DE10030354A1 (de) | 2000-06-21 | 2002-01-10 | Bosch Gmbh Robert | Thermoelektrisches Bauelement |
US6887421B2 (en) * | 2002-01-14 | 2005-05-03 | Redunndant Materials, Inc. | Method for making a silicon carbide resistor with silicon/silicon carbide contacts by induction heating |
DE102006055120B4 (de) * | 2006-11-21 | 2015-10-01 | Evonik Degussa Gmbh | Thermoelektrische Elemente, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung |
JP4468967B2 (ja) * | 2007-04-24 | 2010-05-26 | カルソニックカンセイ株式会社 | 照明装置 |
EP3196951B1 (de) | 2016-01-21 | 2018-11-14 | Evonik Degussa GmbH | Rationelles verfahren zur pulvermetallurgischen herstellung thermoelektrischer bauelemente |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2431326A (en) * | 1942-10-29 | 1947-11-25 | Carborundum Co | Silicon carbide articles and method of making same |
US2938807A (en) * | 1957-08-13 | 1960-05-31 | James C Andersen | Method of making refractory bodies |
US3171871A (en) * | 1960-07-19 | 1965-03-02 | Norton Co | Method of making electrical heater bars |
GB1052587A (ja) * | 1964-06-30 | |||
CH504764A (de) * | 1968-12-10 | 1971-03-15 | Hugo Dipl Phys Wyss | Verfahren zum Herstellen eines elektrisch leitenden Widerstandskörpers |
-
1975
- 1975-04-30 DE DE2519338A patent/DE2519338C3/de not_active Expired
-
1976
- 1976-04-06 CH CH427276A patent/CH607334A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1976-04-14 US US05/676,737 patent/US4032371A/en not_active Expired - Lifetime
- 1976-04-20 SE SE7604538A patent/SE408837B/xx not_active IP Right Cessation
- 1976-04-26 NL NL7604430A patent/NL7604430A/xx not_active Application Discontinuation
- 1976-04-29 DK DK191476A patent/DK143779C/da active
- 1976-04-29 CA CA251,433A patent/CA1063252A/en not_active Expired
- 1976-04-30 GB GB17712/76A patent/GB1548748A/en not_active Expired
- 1976-04-30 FR FR7612960A patent/FR2309985A1/fr active Granted
- 1976-04-30 JP JP51049792A patent/JPS5915192B2/ja not_active Expired
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6151592U (ja) * | 1984-09-05 | 1986-04-07 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
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SE408837B (sv) | 1979-07-09 |
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CA1063252A (en) | 1979-09-25 |
DE2519338B2 (de) | 1978-05-24 |
FR2309985A1 (fr) | 1976-11-26 |
DK191476A (da) | 1976-10-31 |
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DE2519338A1 (de) | 1976-11-04 |
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SE7604538L (sv) | 1976-10-31 |
NL7604430A (nl) | 1976-11-02 |
GB1548748A (en) | 1979-07-18 |
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