| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2004년 가을 (11/05 ~ 11/05, 인하대학교) |
| 권호 | 10권 2호 |
| 발표분야 | 전자부품 |
| 제목 | 유도 용해법으로 제조된 Co1-xNbxSb3의 열전 특성 |
| 초록 | 1.서론 최근 열-전기 에너지 변환특성을 가지고 있는 차세대 재료로서 skutterudite 화합물에 대한 연구가 진행되고 있다. 2원계 skutterudite는 입방구조를 가지고 있으며 단위격자 안에 8개의 TX3 group을 형성하며(T:천이금속원소, X:니코젠원소), 격자 열전도도의 감소에 의한 열전 에너지 변환특성의 향상이 기대 되는 물질이다. Skutterudite 구조의 화합물 중 CoSb3에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 도핑하지 않은 CoSb3는 p-type 전도 특성을 나타내는 반도체이지만, 단상인 δ-CoSb3를 제조하는데 많은 어려움이 따른다. 본 연구에서는 유도 용해법으로 Nb가 도핑된 CoSb3를 제조하여 상변화에 따른 열전특성의 변화를 조사하였고, 도핑 효과와 열전특성의 온도 의존성을 조사하였다. 2. 실험방법 원소상태인 Co, Sb 및 Nb를 원하는 조성으로 혼합하여 Ar 분위기에서 유도 용해하였다. 상변화, 균질화 및 도펀트의 활성화를 위해 400℃에서 2시간 동안 진공 열처리한 후 300K~600K 온도범위에서 열전특성을 측정·평가하였다. 3. 실험결과 유도 용해 및 적절한 후속 열처리공정에 의해 δ-CoSb3 단상을 성공적으로 얻을 수 있었다. Seebeck 계수가 모두 양(+)의 값을 나타내었고, 이로부터 Nb원자가 Co원자를 치환함에 의해 p-type 도펀트(억셉터)로 작용함을 알 수 있었다. 전기전도도는 온도가 증가함에 따라 감소하다가 다시 증가하였으며, 이것은 금속성과 반도성이 혼합된 온도 의존성을 의미한다. 또한 전기전도도는 온도가 증가함에 따라 Nb 도핑 효과가 증가하였다. Nb의 도핑양이 증가할수록 Seebeck 계수의 최대값을 보이는 온도가 고온쪽으로 이동하여, 열전 power factor의 최대값을 나타내는 온도도 고온쪽으로 이동하였다. 이는 Nb의 도핑에 의해 열전 특성의 향상 및 고온용 열전재로로서의 성능 향상이 가능함을 의미한다. Acknowledgements: 본 연구는 한국과학재단의 지역대학우수과학자 지원사업(과제번호 R05-2004-000-12781-0)의 지원에 의해 수행되었습니다. 참고문헌 1) I.-H. Kim et al., Materials Sci. 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 | 박종범, 유신욱, 조경원, 이정일, 어순철, 김일호 |
| 소속 | 충주대 |
| 키워드 | 열전; Skutterudite; 에너지변환 |
