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PUKYONG Repository 대학원 신소재시스템공학과

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Abstract: 열전재료는 제벡효과, 펠티에효과 등과 같은 열전현상을 이용하여 열/전기에너지의 직접적인 변환을 가능하게 하는 재료이다. 열전재료의 에너지변환 특성은 성능지수[ZT=α2/ρκT (α: Seebeck 계수, ρ: 전기 비저항, κ: 열전도도)]로 나타내며, 합금조성에 따라 다양한 온도 범위에서 최적의 ZT값을 갖는다. 열전재료 중 Sb, Se를 도핑한 Bi-Te계 열전재료는 상온-150℃에서 열전성능이 우수하여 P/N형의 상온용 열전소재로 이용되고 있다. 최근 Bi-Te계 열전재료는 기존의 마이크로 구조보다 나노 구조의 열전재료가 우수한 열전특성을 갖는다는 연구결과가 발표됨에 따라 나노기술과의 접목이 시도되고 있으나, 입자크기가 열전특성에 미치는 영향에 대한 연구는 미미한 실정이다. 본 연구에서는 기계적 밀링 공정에 따른 분말의 입자크기분포 변화가 Bi0.5Sb1.5Te3 소결체의 전기적 특성에 미치는 영향에 대해 검토하고자 한다. 기계적 밀링처리에 의한 분말의 입자크기분포가 감소하였으며, 입자크기 감소에 따라 소결체의 제벡계수, 전기비저항의 변화를 미세조직 및 전하거동의 관점에서 고찰하고자 하였다.

URI: https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/12300
http://pknu.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000001967165

Table Of Contents: 목 차
Abstract

1. 서론 4
2. 이론적 배경 7
2.1 열전현상 7
2.1.1 Seebeck 효과 7
2.1.2 Peltier 효과 11
2.2 열전재료의 성능 14
2.2.1 열전성능지수 14
2.2.2 열전성능지수의 최적화 15
2.3 전하농도에 미치는 결정결함의 영향 18
2.3.1 점결함의 영향 18
2.3.2 Energy filtering 효과 23
2.4 Bi-Te계 열전재료 25
2.4.1 Bi-Te계 열전재료의 종류 및 응용 25
2.4.2 Bi-Te계 열전재료의 연구동향 28
2.4.3 Bi-Te계 열전재료의 제조방법 31
3. 실험방법 32
3.1 Bi0.5Sb1.5Te3 열전분말 제조 32
3.2 Bi0.5Sb1.5Te3 열전분말의 특성평가 33
3.3 Bi0.5Sb1.5Te3 소결체 제조 36
3.4 Bi0.5Sb1.5Te3 소결체의 특성평가 37
3.4.1 Bi0.5Sb1.5Te3 소결체의 미세조직 37
3.4.2 Bi0.5Sb1.5Te3 소결체의 전기적 특성 37
4. 결과 및 고찰 38
4.1 기계적 밀링에 따른 Bi0.5Sb1.5Te3 열전분말의 입자특성 변화 38
4.2 기계적 밀링에 따른 Bi0.5Sb1.5Te3 소결체의 미세조직 변화 51
4.3 기계적 밀링에 따른 Bi0.5Sb1.5Te3 소결체의 전기적 특성 변화 57
5. 결론 65
6. 참고문헌 66

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