• 한국재료학회지
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• 제22권6호
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• pp.280-284
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• 2012

Bismuth antimony telluride (BiSbTe) thermoelectric materials were successfully prepared by a spark plasma sintering process. Crystalline BiSbTe ingots were crushed into small pieces and then attrition milled into fine powders of about 300 nm ~ 2${\mu}m$ size under argon gas. Spark plasma sintering was applied on the BiSbTe powders at 240, 320, and $380^{\circ}C$, respectively, under a pressure of 40 MPa in vacuum. The heating rate was $50^{\circ}C$/min and the holding time at the sintering temperature was 10 min. At all sintering temperatures, high density bulk BiSbTe was successfully obtained. The XRD patterns verify that all samples were well matched with the $Bi_{0.5}Sb_{1.5}Te_{3}$. Seebeck coefficient (S), electric conductivity (${\sigma}$) and thermal conductivity (k) were evaluated in a temperature range of $25{\sim}300^{\circ}C$. The thermoelectric properties of BiSbTe were evaluated by the thermoelectric figure of merit, ZT (ZT = $S^2{\sigma}T$/k). The grain size and electric conductivity of sintered BiSbTe increased as the sintering temperature increased but the thermal conductivity was similar at all sintering temperatures. Grain growth reduced the carrier concentration, because grain growth reduced the grain boundaries, which serve as acceptors. Meanwhile, the carrier mobility was greatly increased and the electric conductivity was also improved. Consequentially, the grains grew with increasing sintering temperature and the figure of merit was improved.

• 한국재료학회지
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• 제8권5호
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• pp.413-418
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• 1998

Electrical and Thermoelectric Properties of$ SbI_{3}$-doped 85% 85% $BiTe_{2}$$Se_{3}$ 단결정에서 전하 이동에 대한 살란인자는 0.1이었으며, 전자이동도와 정공이동도의 비($\mu_{e}$ /$\mu_{h}$ )는 1.45이었다. $SbI_{3}$의 첨가량이 증가할수록 전자 농도의 증가로 Seebek 계수와 전기비저항이 감소하며, Seebeck 계수와 전기비저항이 최대값을 나타내는 온도가 고온으로 이동하였다. $SbI_{3}$를 첨가한 85%$Bi_{2}$$Te_{3}$단결정에서 성능지수의 최대값은 $SbI_{3}$를 0.1 wt%첨가한 조성에서 $2.0 x 10^{-3}$ K이었다.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1996년도 제11차 KACG 학술발표회 Crystalline Particle Symposium (CPS)
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• pp.311-352
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• 1996

Peltier 효과를 이용한 열전소자는 열응담 감도가 좋고 선택적 냉각이 가능하며 무소음, 무진동 및 소형화의 장점으로 각종 전자부품의 국부냉각소자로 응용되고 있다. 또한 최근 냉매의 사용없이 냉각이 가능한 열전재료를 이용한 자동차나 가정용 에어컨 및 냉장고 등의 각종 냉방시스템의 개발도 크게 주목을 받고 있다. 기존의 Bi2Te3계 단결정 열전재료는 성능지수는 우수하나, 기계적 취약성에 기인하여 소자가공시 수율 저하가 가장 큰 문제점으로 지적되고 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 최근 단결정에 비해 기계적 강도가 우수한 다결정 열전재료의 제조공정에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 그 일환으로 기계적 합금화법을 이용한 열전재료의 제조공정이 연구되고 있다. 원료금속이 고 에너지 볼-밀 내에서의 연쇄적인 파괴와 압접에 의해 합금분말로 변화되는 기계적 합금화 공정은 상온공정으로 이를 사용하여 다결정 열전재료를 제조시 기존의 다결정 열전재료의 제조공정인 "용해 및 분쇄법'과 비교하여 제조단가를 낮출 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 전자냉각소자용 열전재료로서 상온부근에서 성능지수가 가장 우수한 p형 (Bi,Sb)2Te3 및 n형 Bi2(Te,Se)3 합금분말을 기계적 합금화 공정으로 제조하여 분말 특성을 분석하였으며, 가압소결 후 열전특성의 변화거동을 연구하였다. 순도 99.99% 이상인 Bi, Sb, Te, Se granule을 (Bi1-xSbx)2Te3 및 Bi2(Te1-ySey)3 조성에 맞게 칭량하여 불과 분말의 무게비 5:1로 강구와 함께 공구강 vial에 장입 후, Spex mixer/mill을 이용하여 기계적 합금화 하였다. 기계적 합금화 공정으로 제조한 분말에 대한 X-선 회절분석과 시차 열분석으로 합금화 정도를 분석하였다. (Bi1-xSbx)2Te3 및 Bi2(Te1-ySey)3 합금분말을 10-5 torr의 진공중에서 300℃∼550℃의 온도로 30분간 가압소결하였다. 가압소결체의 파단면에서의 미세구조를 주사전자현미경으로 관찰하였으며, 상온에서 가압소결체의 열전특성을 측정하였다. (Bi1-xSbx)2Te3의 기계적 합금화에 요구되는 공정시간은 Sb2Te3 함량에 따라 증가하여 x=0.5 조성에서는 4 시간 45분, x=0.75 조성에서는 5 시간, x=1 조성에서는 6 시간 45분의 vibro 밀링이 요구되었다. n형 Bi2(Te1-ySey)3 합금분말의 제조에 요구되는 밀링시간 역시 Bi2Se3 함량 증가에 따라 증가하였으며 Bi2(Te0.95Se0.05)3 합금분말의 제조에는 2시간, Bi2(Te0.9Se0.1)3 및 Bi2(Te0.85Se0.15)3 합금분말의 형성에는 3시간의 bivro 밀링이 요구되었다. 기계적 합금화로 제조한 p형 (Bi0.2Sb0.8)2Te3 및 n형 Bi2(Te0.9Se0.1)3 가압 소결체는 각기 2.9x10-3/K 및 2.1x10-3/K 의 우수한 성능지수를 나타내었다.

• 한국분말재료학회지
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• 제12권6호
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• pp.387-392
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• 2005

The p-type semiconductor $Bi_2Te_3-Sb_2Te_3$ thermoelectric materials were fabricated by melting, milling and sintering process and their thermoelectric properties were characterized. The compound materials were ball-milled with milling time and the powders were sintered by spark plasma sintering process. The ball milled powders had equiaxial shape and approedmately $1\~3{\mu}m$ in size. The figure of meritz of sintered thermoelectric materials decreased with milling time because of lowered electrical resistivity. The thermoelectric properties of $Bi_2Te_3-Sb_2Te_3$ materials have been discussed in terms of electrical property with ball mill process.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권7호
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• pp.2167-2170
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• 2013

A low-cost and simple recycling process of waste thermoelectric modules has been investigated using chemical reduction methods. The recycling is separated by two processes, such as dissolving and reduction. When the waste thermoelectric chips are immersed into a high concentration of $HNO_3$ aqueous solution at $100^{\circ}C$, oxide powders, e.g., $TeO_2$ and $Sb_2O_3$, are precipitated in the $Bi^{3+}$ and $HTeO{_2}^+$ ions contained solution. By employing a reduction process with the ions contained solutions, $Bi_2Te_3$ nanoparticles are successfully synthesized. Due to high reduction potential of $HTeO{_2}^+$ to Te, Te elements are initially formed and subsequently $Bi_2Te_3$ nanoparticles are formed. The average particle size of $Bi_2Te_3$ was calculated to be 25 nm with homogeneous size distribution. On the other hand, when the precipitated powders reduced by hydrazine, $Sb_2O_3$ and Te nanoparticles are synthesized because of higher reduction potentials of $TeO_2$ to Te. After the washing step, the $Sb_2O_3$ are clearly removed, results in Te nanoparticles.

• 대한전자공학회논문지
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• 제5권3호
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• pp.1-8
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• 1968

이 열전발전기는 Bi계화합물 반도체 Sb2Te3 및 소량의 불순물을 함유한 ZnSb를 사용하여 실험한 것으로 열기전력 α, 비저항ρ, 열전도율k 및 고온부의 온도차를 측정하였다. 특성은 다른 재료를 사용한 열전발전기보다 Sb2Te3+Bi2Se3와 Bi3Te2+Sb2Te3를 소자로 사용한 경우 효율이 우수하였으며 이의 효율은 1.42%였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 및 제8회 신소재 심포지엄 논문개요집
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• pp.208-208
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• 2005

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1996년도 재료학회 춘계학술발표회
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• pp.115-115
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• 1996

• 한국세라믹학회지
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• 제29권11호
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• pp.855-862
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• 1992

Thermoelectric power, electrical conductivity and Hall effect were measured, as functions of temperature in the range of 100 to 600 K, on polycrystalline Bi4/3Sb2/3Te3 which had been prepared via uniaxial hot-pressing at different temperatures in the range of 373 K to 773 K, aiming at searching a profitable processing route to a polycrystalline thermoelectric material, a promising, viable alternative to a single crystalline one. It was found that, with increasing temperature of pressing under a fixed pressure, the material, normally a p-type prior to being hot-pressed, underwent a transition to n-type. This transition was confirmed to be due to plastic deformation during hot-pressing and interpreted as being attributed to the change of the major ionic defect BiTe' into TeBi˙at temperature high enough for structure elements mobility. Thermoelectric figure-of-merit of the hot-pressed material was discussed in connection with the p-n transition in addition to microstructure.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.833-834
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• 2013