| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2004년 가을 (11/05 ~ 11/05, 인하대학교) |
| 권호 | 10권 2호 |
| 발표분야 | 전자부품 |
| 제목 | 아크 용해법으로 제조된 Skutterudite CoSb3의 열전 특성 |
| 초록 | 1. 서론 Skutterudite 화합물은 격자 열전도도의 감소에 의한 열전에너지 변환특성의 향상이 기대되는 재료로 잠재력이 풍부하다. 9가지의 2원계 skutterudite의 조성변화, 고용체 형성, 도핑, 충진(filling)등의 방법으로 다양한 형태의 연구가 진행되고 있다. 한편 skutterudite를 합성하기 위해 여러 가지 제조방법이 시도되고 있으며, 기본적인 재료의 조성과 특성 및 제조방법에 대한 연구가 세계적으로 아직 초기단계이다. 본 연구에서는 2원계 skutterudite 중 CoSb3에 대해 아크 용해법에 의한 제조를 시도하였고, 이에 대한 열전 특성을 조사하였다. 2. 실험방법 원소 상태의 Co와 Sb를 Ar 분위기에서 60초 동안 아크 용해하였다. 조성의 균질화와 편석을 방지하기 위하여 5회에 걸쳐 재용해한 후, 300∼800℃ 온도범위에서 24시간 동안 진공열처리를 하였다. SEM을 이용하여 미세구조를 관찰하였고, EDS를 이용하여 조성분석을 하였다. 상분석을 통하여 구성상과 열전 특성과의 관계도 조사하였다. 3. 실험결과 400℃에서 24시간동안 열처리한 경우 건전한 미세조직을 유지하였지만, 500℃이상에서 열처리하면 void와 crack이 발생하였다. 이것은 열처리와 냉각하는 동안 상전이로 인한 열팽창과 상분해에 기인한 것으로 사료된다. 400℃의 열처리에 의해 CoSb3의 합성이 성공적으로 이루어 졌으며, 열전특성의 온도 의존성을 조사한 결과, CoSb3는 p-type 전도성과 진성반도체의 성질을 나타내었다. 400℃에서 24시간 열처리한 경우, 약 300℃ 측정온도에서 Seebeck 계수 225 ㎶/K, 전기전도도 250 Ω-1㎝-1 및 power factor(PF) 13 ㎶/㎝K2의 성능을 나타내었다. 열처리 전후 열전특성의 현격한 차이를 보였고, 이는 열처리에 의한 상변화와 이에 따른 전자 이동 특성의 변화와 밀접한 관계가 있었다. Acknowledgements: 본 연구는 한국과학재단의 지역대학우수과학자 지원사업(과제번호 R05-2004-000-12781-0)의 지원에 의해 수행되었습니다. 참고문헌 1) I.-H. Kim et al., Materials Science Forum 449 (2004) 917. 2) J.-P. Fleurial, T. Caillat and A. Borshchevski, Proc. 13th ICT (1994) 40. 3) C. Uher, S. Hu and J. Yang, Proc. 17th ICT (1998) 306. |
| 저자 | 유신욱1, 박종범1, 조경원1, 최국선2, 김준수2, 이정일1, 어순철1, 김일호1 |
| 소속 | 1충주대, 2한국지질자원(연) |
| 키워드 | 열전; Skutterudite; 에너지변환 |
