• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 2009.05a
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• pp.454-456
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• 2009

N-Type $SbI_3$ doped $95%Bi_2Te_3+5%\;Bi_2Se_3$ compounds were newly fabricated by the combination of gas atomization process and Magnetic Pulsed Compaction process. The thermoelectric properties of the MPCed bulks according to consolidation temperatures were investigated by a combination of microscopy, XRD and thermoelectric property testing. The microstructure of MPCed bulk shows homogeneous and fine distribution through consolidated bulks due to the high solidification of compound powders. The research presented the challenges toward the successful consolidation of thermoelectric powder using magnetic pulsed compaction (MPC) and analysis of thermoelectric properties of the consolidated bulks.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 2008.05a
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• pp.525-527
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• 2008

N-Type $SbI_3$-doped $95%{Bi_2}{Te_3}-5%{Bi_2}{Se_3}$ compounds were prepared by a gas atomization and Magnetic Pulsed Compaction process. The dynamic recrystallization and thermoelectric properties of the MPCed bulks with consolidation temperatures and times were investigated by a combination of microscopy, XRD and thermoelectric property testing. The microstructure of MPCed bulk shows homogeneous and fine distribution through consolidated bulks due to dynamic recrystallization during hot MPC. This research presented the challenges toward the successful consolidation of thermoelectric powder using magnetic pulsed compaction (MPC).

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.20 no.1
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• pp.31-37
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• 2015

This paper proposes a 3.3-kW bi-directional EV charger with V2G and V2H functions. The bi-directional EV charger consists of a DC-DC converter and a DC-AC inverter. The proposed EV charger is suitable for wide battery voltage control due to the two-stage configuration of the DC-DC converter. By employing a fixed-frequency series loaded resonant converter as the isolated DC-DC converter, zero-current-switching can be achieved regardless of battery voltage variation, load variation, and power flow. A 3.3-kW prototype of the proposed EV charger has been built and verified with experiments, and indicates a maximum efficiency of 94.39% and rated efficiency of 94.23%.

• Journal of the Korean Society for Heat Treatment
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• v.31 no.3
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• pp.126-134
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• 2018

In this research, we produced polycrystalline n-type $Bi_2Te_{2.7}Se_{0.3}$ powder using water atomization. To obtain full benefit through water atomized powder, we have implemented spark plasma sintering and hot extrusion for powder compaction. The microstructure and thermoelectric properties were investigated and compared. The average grain size of SPS and extruded bulks were 3.08 and $3.86{\mu}m$ respectively. The extruded material microstructure contains layered grains with less grain boundaries and its counter-part SPS displays dense packed grains with high grain boundaries. Among both bulks, extrusion sample exhibited high power factor (PF) of $2.96{\times}10^{-3}Wm^{-1}K^{-2}$ which is 38% higher than SPS ($2.14{\times}10^{-3}$) bulk sample. Due to variations in grain size and grain boundaries, the SPS bulk shows low thermal conductivity than extruded bulk. However, the extruded bulk sample exhibited a peak ZT of 0.69 at 400 K, which is 19% higher than SPS bulk sample, due to its higher power factor.

• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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• 2001.11a
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• pp.30-30
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• 2001

$Bi_2Te_3$계 열전재료는 200~400K 정도의 저온에서 네어지 변환효율이 가장 높은 재료로써 열전냉각, 바런재로 등에 응요하기 위하여ㅠ 제조법 및 특서에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. $Bi_2Te_3$계 화합물은 rhombohedral의 결정 구조를 가지는 층상 화 ;물로 결정대칭성으로 인해 연전기적으로 큰 이방성을 나타낸다. 현재는 일반향용고법에 의해서 입자를 a축 방향으로 성장시켜 큰 결정립을 가진 다결정재료를 사용하고 있으나, c면이 매우 취약하기 때문에 가공서이 나쁘다. 따라서 이와같은 단점을 개선하기 위하여 기계적 강도를 높일 수 있는 가공공정 및 합금설계에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 측히 열간 압출법으로 제조된 열전재료는 결정립의 미세화와 높은 이방성으로 성능지수와 기계적 강도를 향상시킬 수 있다는 연구결과가 보고되고 있다 또한 Schultz드의 연구결과에 의하면 $Bi_2Te_3$ 계 열전재료는 소성변형에 의하여 발생한 점결함에 의하여 캐리어 농도가 변화되며 이로 인하여 재료의 전기적 성질이 결정된다고 하였다. 따라서 상당히 큰 소성가공량과 열전측성과의 관계를 규명하는 것은 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 압출변수 중 소성가공량에 중요한 변수로 작요아는 압출비를 변화시켜 최적의 열간 소성가공량을 검토하고, 이에 따른 열전측성과 압출비와의 상관관계에 대하여 연구하는 것을 목적으로 하였다. 연구에 사용된 N형의 조성은$Bi_2Te_{2.75}Se_{0.15}$로서 순도 99.99를 사용하였고, dopant로 0.1wt%의 $SbI_3$를 사용하였다. $Bi_2Te_{2.75}Se_{0.15}$ 분말은 가스분사법(Gas atomization Process)를 이용하여, 용탕제조시 아르곤가스로 산화를 방지하였고, 냉매로는 질소가스를 이용하였다. 제조된 분말을 기ㅖ적 분급법을 이용하여 분급하였고, 냉매로는 질소가스를 이용하였다. 제조된 분말을 기계적 분급ㅂ법을 이용하여 분급하였고, 압출에 이용된 분말은 250$\mu\textrm{m}$이하의 크기를 사용하였다. 또한 분말제조과정 중 형성되는 표면산화층을 제거하기 위하여 36$0^{\circ}C$에서 4시간동안 수소 환원처리를 행하였다. 제조된 분말은 열간 압출을 위하여 Aㅣcan에 넣고 냉간성형체를 만들고, 진공처리를 한 후 밀봉하여 탈가스처리를 하였다. 압출다이는 압출비가 각각 28:1과 16:1인 평다이(9$0^{\circ}C$)를 사용하여 각각 내경이 9, 12cm이고, 길이가 50, 30cm인 압출재를 제조하였다. 열간압출한 후의 미세조직을 광학현미경으로 압출방향에 평행한 방향과 수직방향으로 관찰하였고, 열간 압출재 이방성을 검토하기 위하여 X선 회절분석을 실실하여 결정방위를 확인하였다. 전기 비저항 및 Seebeck 계수 측정을 위하여 각각 2$\times$2$\times$10$mm^3$ 그리고 5$\times$5$\times$10$mm^3$ 크기의 시편을 준비하였다.준비하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.48.2-48.2
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• 2011

열전재료는 열과 전기에너지의 상호 변환이 가능한 재료로 이를 이용한 응용제품의 개발이 크게 주목을 받고 있으며, 특히 $Bi_2Te_3$계 합금의 경우 상온에서 가장 우수한 성능지수를 가지는 재료로 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 기존의 $Bi_2Te_3$계 합금은 일방향응고법으로 제조되어 많은 시간과 비용을 필요로 하고, 특히 C축의 Van der Waals 결합으로 인해 기계적 강도가 약하다는 단점이 있었다. 최근 분말야금법을 이용하여 기계적강도를 높이고, 격자산란에 의한 열전도도의 감소로 성능지수를 높일수 있는 방법들이 제시되고 있다. 본 연구에서는 급속응고공정인 가스분무법을 이용하여 n-type의 $95%Bi_2Te_3-5%Bi_2Se_3$분말을 제조하였고, 이 재료의 경우 성형조건에 따라 조직이 쉽게 변하기 때문에 이를 제어하기 위해 단시간동안 고압으로 성형가능한 자기펄스압축성형법(Magnetic Pulsed Compaction)을 이용하여 성형체를 제조하였다. 제조된 성형체는 밀도를 증가시키고 결정립성장을 억제시킬수 있는 방전플라즈마소결법(Spark Plasma Sintering)을 이용하여 소결체로 제조되었으며, 각각의 공정이 열전성능에 미치는 영향을 고찰하였다. OM (Optical Microscope) 및 SEM (Scaning Electric Microscope)을 이용하여 미세구조를 관찰하였고 XRD (X-Ray Diffraction)를 이용하여 상의 변화를 분석하였으며, 상온에서 경도를 측정함으로서 공정조건에 따른 기계적강도를 비교하였다. Seebeck계수는 시편의 양단에 온도차를 주어 발생하는 기전압을 측정하여 계산하였고, 전기비저항은 4point probe방법으로 측정하였다. 전하이동도 및 전하농도는 Hall측정으로부터 구하였고 열전도도를 측정하여 종합적인 열전성능을 평가하였다.

• The Korean Journal of Ceramics
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• v.6 no.3
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• pp.276-279
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• 2000

Ferroelectric properties of $SrBi_2TaNbO_9$ (SBTN) thin films were changed by the amount of Bi content in SBTN. We suggested that the addition of excess Bi into the films could be accomplished by heat-treating $SBTN/Bi_2O_3/SBTN$ heterostructure fabricated by r.f. magnetron sputtering method. Excess Bi composition was controlled by the thickness of the sandwiched $Bi_2O_3$ from 0 to $400\;\AA$. When the SBTN thin films were inserted by $400\;{\AA}\;Bi_2O_3$ layer, $Bi_2Pt$ phase was formed as a second phase in SBTN films, resulting in poor ferroelectric properties. The onset temperature for hysteresis loop can be reduced by heat treating $SBTN/Bi_2O_3/SBTN$ heterostructure. The films with $SBTN/Bi_2O_3(100\;{\AA})/SBTN$ hetero-structure followed by annealing at $650^{\circ}C$ for 30 min show 2Pr and Ec of $5.66\;{\mu}C/\textrm{cm}^2$ and 54 kV/cm, respectively.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2005.11a
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• pp.216-217
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• 2005

In this paper, in order to develop Pb-free piezoelectric ceramics, $(Li_{0.05}Na_{0.57}K_{0.38})NbO_3$ ceramic was fabricated with the variation of $Bi_2O_3$ addition. Piezoelectric properties of the ceramic were varied with the amount of $Bi_2O_3$ addition and showed the maximum kp value at.0.2 wt% $Bi_2O_3$ addition. Qm of $Bi_2O_3$ added ceramics showed lower values than the non-added ceramics, however, the kp was increased by the addition of $Bi_2O_3$ up to 0.2 wt%. At the sintering temperature of 1110$^{\circ}C$ and the calcination temperature of 850$^{\circ}C$, the optimal values of density=4.52g/$cm^3$, kp=0.47, $\varepsilon_r$=400 were obtained.

• Proceedings of the Korean Magnestics Society Conference
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• 2012.05a
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• pp.40-40
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• 2012

• Journal of Powder Materials
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• v.3 no.4
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• pp.246-252
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• 1996

$Bi_{2}Te_{3}-Sb_{2}Te_{3}$, $Bi_{2}Te_{3}-Bi_{2}Se_{3}$ solid solutions are of great interest as materials for thermoelectric energy conversion. One of the key technologies to ensure the efficiency of thermoelectric device is to obtain chemically homogeneous solid solutions. In this work, the new process with rapid solidification followed by hot pressing was investigated to produce homogeneous thermoelectric materials. Characteristics of the materials were examined with XRD, SEM, EPMA-line scan and bending test. Property variations of the materials were investigated as a function of variables, such as excess Te quantity and hot pressing temperature. Quenched ribbons are very brittle and consisted of homogeneous $Bi_{2}Te_{3}$, $Sb_{2}Te_{3}$ solid solutions. When the process parameters were optimized, the maximum figure of merit was 3.073$\times$$10^{-3}K^{-4}$. The bending strength of the material, hot pressed at 45$0^{\circ}C$, was 5.87 kgf/${mm}^2$.