報告書番号

T94006

タイトル（和文）

高効率熱電変換素子用傾斜機能材料（ＦＧＭ）コンプライアント・パッドの提案および成立性評価

タイトル（英文）

FGM-COMPLIANT PAD DESIGN FOR HIGH-EFFICIENCYSILICON GERMANIUM

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本研究は，熱電変換素子の出力密度および耐久性・製作性の向上を狙った，ＦＧＭ（傾斜機能材料）による世界初のコンプライアント・バッドの構造と，その健全性の評価手法を明らかにしたものである。高温側コンプライアント・パッドとしてＰｄ／Ｓｉ３Ｎ４のＦＧＭ，低温側コンプライアント・パッドとしてＣｕ／ＳｉＮ４のＦＧＭを提案した。本コンプライアント・パッドについて有限要素法による熱応力解析を行い，組成遷移領域の端部での熱応力緩和がＦＧＭを用いない場合に比べて顕著であることを確認した。ＦＧＭコンプライアント・パッド構造健全性を評価する方法としては，従来の有限要素法による熱応力解析に加えて，界面力学により組成遷移領域の端部での熱応力の強さを評価する新たな方法を提案した。

概要 （英文）

THERMOELECTRIC(TE)POWER CONVERSION IS A CANDIDATE FOR DIECT ENERGY AND COULD HELP MEET VARIOUS POWER REQUIREMENTS IN THE NEXT CENTURY.TO ACHIEVE HIGH THERMAL ENERGY DENSITY IN TE POWER CONVERSION SYSTEMS,CONDUCTION CONDUCTION COUPLING OF TE CELLS TO BOTH HOT AND COLD EXCHANGERS IS ESSENTIAL.THIS PAPER DISCUSSES HOW THE CHALLENGES OF MECHANICALLY ATTACHING BOTH ENDS OF THE TE CELL TO HARD STRUCTURES HAVE BEEN ADDRESSED.AN ATTEMPT HAS BEEN MADE TO USE FGM COMPLIANT PADS OF C-PD-SI3N4-C FOR THE HOT SIDE,AND C-CU-SI3N4-C FOR THE COLD SIDE.

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