화학공학소재연구정보센터
학회 한국재료학회
학술대회 2006년 봄 (05/19 ~ 05/20, 경상대학교 )
권호 12권 1호
발표분야 에너지환경재료
제목 열간압축성형으로 제조한 Co1-xNixSb3의 열전특성
초록 최근 Skutterudite 결정 구조를 갖는 물질이 열전 특성의 향상에 획기적으로 기여할 수 있다고 보고 되어 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. CoSb3는 2원계 Skutterudite 화합물 중 가장 우수한 열전 특성이 기대되는 열전재료다. 열전 특성의 최적화를 위해 도핑이 시도되고 있으며 도펀트로서 Ni은 Co와 치환하여 잉여의 전자를 생성하는 도너로 작용한다. 본 연구에서는 열간압축성형으로 Ni이 도핑된 Co1-xNixSb3를 제조하여 Ni의 도핑량에 따른 열전특성의 변화를 조사하였다. 열간압축성형을 위한 분말은 밀폐유도용해 방법으로 제조하였으며, 균질화 및 상변화를 위해 773Κ에서 24시간 동안 진공 열처리를 하였고, 이에 대한 미세조직 관찰 및 상분석을 하였다. 열처리에 의해 모두 원하는 δ상으로 변태하였으나, x=0.2인 경우 NiSb2와 Sb로 분해되어, Co에 대한 Ni의 고용한계가 x<0.2로 판단된다. Ni원자는 Co원자와 치환되어 도너로 작용하여, Co1-xNixSb3 시편 모두 Seebeck 계수가 음(-)의 값을 갖는 n-type 전도특성을 나타내었다. Ni 도핑에 의해 전기비저항과 열전도도가 감소하여 열전성능지수가 크게 향상되었으며, 열간압축성형으로 제조한 최적의 조성은 Co0.9Ni0.1Sb3로 나타났다.

감사의 글 : 본 연구는 한국학술진흥재단의 지역대학우수과학자 지원사업(과제번호 D00427) 및 산업자원부의 지역혁신센터사업의 지원에 의해 수행되었습니다.
저자 김미정, 유신욱, 어순철, 김일호
소속 충주대
키워드 thermoelectric; skutterudite; doping; hot pressing
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