| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2007년 봄 (05/10 ~ 05/11, 무주리조트) |
| 권호 | 13권 1호 |
| 발표분야 | 에너지 환경재료 |
| 제목 | 기계적 합금화에 의해 제조된 Skutterudite계 Fe3Co5Sb24의 Sn 충진에 따른 열전특성 |
| 초록 | Skutterudite는 결정학적으로 단위격자 안에 8개의 TX3 구조의 32개의 원자를 포함하고 있어 비교적 단위격자의 크기가 커서 격자 열전도도의 감소에 의한 열전특성 향상이 기대되는 결정구조를 갖고 있다. 본 연구에서는 Fe를 도핑한 삼원계 CoSb3에 공극 충진재로서 Sn을 충진한 SnxFe3Co5Sb24(0＜x＜1.5)를 기계적 합금화 공정을 통해 Sn의 충진량에 따른 열전 특성변화를 조사하였다. 기계적 합금화에 의해서 제조된 분말을 소결 및 성형 방법으로 823K 온도에서 60MPa 의 압력으로 2시간 동안 진공열간압축 성형을 시행하였으며, 상의 변태여부를 확인 하기 위해 X-선 회절 분석 결과 모든 조성에서 δ상과 소량의 Sb가 검출되었다. 이 결과에서 Sn은 검출되지 않은 것으로 보아 Sn이 공극(void)에 충진되었다는 것을 알 수 있었으며, 소량의 Sb peak가 검출된 것은 잔여의 Sn이 공극이 아닌 Sb자리에 치환 되어 (Fe, Co)(Sb, Sn)3 의 합성성 δ상이 형성된 것으로 사료된다. Seebeck 계수는 모든 조성에서 p-type 전도성을 나타내었으며, 온도 의존성에 의한 전기비저항은 온도가 증가함에 따라 증가하는 금속성에 가까운 거동을 보였으며, Sn의 충진 원자가 공극 내부에서 요동(rattling)효과에 의해 공극 내부에서 격자진동으로 열을 흡수하여 포논의 평균자유행로에 의해 열전도도를 낮춘 것으로 판단되며, 온도 전반에 걸쳐 x=1.0 (Sn1.0Fe3Co5Sb24)가 열전 성능지수가 가장 높은 최적의 조성으로 평가되었으며, 600K에서 약 0.43의 증가된 ZT값을 확인 할 수 있었다. |
| 저자 | 김동구, 어순철, 허성무, 이경선, 한관섭, 이성희, 신정민, 김일호 |
| 소속 | 충주대 |
| 키워드 | Keywords: Mechanical alloying; Thermoelectric; Hot pressing; Skutterudite |
