압출-소결법으로 제조된 (Bi,Sb)2(Te,Se)3 계 열전재료의 특성

지철원; 김일호; 이동희; Chul-Won Jee; ll-Ho Kim; Dong-Hi Lee

Korean Journal of Materials Research, Vol.9, No.5, 520-527, May, 1999

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압출-소결법으로 제조된 (Bi,Sb)2(Te,Se)3 계 열전재료의 특성

Properties of (Bi,Sb)2(Te,Se)3-based Thermoelectrics Prepared by the Extrusion-Sintering Process

지철원, 김일호¹, 이동희

연세대학교 재료공학부
¹충주대학교 재료공학과

Chul-Won Jee, ll-Ho Kim¹, and Dong-Hi Lee

School of Materials and Engineering, Yonsei University, Seoul 120- 749, Korea
¹Department of Materials Science and Engineering, Chungju National University, Chungju 308-702, Korea

초록

열전 소결재 제조의 새로운 시도로, 훈발의 압출과 소결을 동시에 할 수 있는 공정에 대하여 연구하였다. (Bi,Sb)2(Te,Se)3 계 압출-소결재를 제조함에 있어 제조 변수를 적절히 조절하여 건전한 표면과 미세조칙을 갖는 고밀도의 소결재를 얻을 수 있었다. p형 재료의 경우 Te 도핑량이 증가함에 따라 Seebeck 계수가 증가하였으며 3 at% Te을 첨가한 경우 상온에서의 열전 성능지수가 2.5X10 -3/K 를 나타내었다. 한편 n형 재료의 경우 0.16 mol% SbI3 를 도핑한 시편에서 1.8x10 -3/K 의 열전성능지수를 보였다. p형 및 n 형 재료 모두 압출 방향에 수직한 방향보다 평행한 방향으로의 운반자 이동도와 열전 성능지수가 높게 나타났다.

As a new approach(extrusion-sintering process) to fabricate the thermoelectric materials, it has been attempted to extrude and sinter the powders simultaneously. lt was possible to produce the highly dense (Bi,Sb)2(Te,Se)3-based thermoelectrics with sound surfaæ appearances and microstructures by adjusting the process variables. For the p-type materials, the Seebeck coefficient was increased with the amount of Te dopants, and the thermoelectric figure of merit appeared to be 2.5 x 10 -3/K at room temperature when doped with 3 at% Te. The n-type specimen doped with 0.16 mol% SbI, showed the thermoelectric figure of merit of 1.8 x 10 -3/K In both p-type and n-type materials, the carrier mobility and the thermoelectric figure of merit parallel to the extrusion direction were higher than those perpendicular to it.

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