A rigorous research is underway in our team, for the design and development of high figure of merits (ZT= 1.5${\sim}$2.0) micro-thermoelectric coolers. This paper discusses the fabrication process that we are using for developing the $Sb_2Te_3-Bi_2Te_3$ micro-thermoelectric cooling modules. It describes how to obtain the mechanical properties of the thin film TEC elements and reports the results of an equation-based multiphysics modeling of the micro-TEC modules. In this study the thermoelectric thin films were deposited on Si substrates using co-sputtering method. The physical mechanical properties of the prepared films were measured by nanoindentation testing method while the thermal and electrical properties required for modeling were obtained from existing literature. A finite element model was developed using an equation-based multiphysics modeling by the commercial finite element code FEMLAB. The model was solved for different operating conditions. The temperature and the stress distributions in the P and N elements of the TEC as well as in the metal connector were obtained. The temperature distributions of the system obtained from simulation results showed good agreement with the analytical results existing in literature. In addition, it was found that the maximum stress in the system occurs at the bonding part of the TEC i.e. between the metal connectors and TE elements of the module.
The Ulsan Fe-W deposit, which can be classified as a calcareous skarn deposit, is represented by ore pipe consisting principally of magnetite and lesser amounts of scheelite with minor sulphides, sulphosaits, arsenides, sulpharsenides, etc. At Ulsan mine, metasomatic processes of skarn growth may be divided broadly into two stages based on the paragenetic sequence of calc-silicate minerals and their chemical composition; early and late skarn stages. Early stage has started with the formation of highly calcic assemblages of wollastonite, diopsidic clinopyroxene and nearly pure grossular, which are followed by the formation of clinopyroxenes with salite to ferrosalite composition and grandite garnets with intermediate composition. Based on these calc-silicate assemblages, the temperatures of early skarn formations have been in the ranges of $550^{\circ}$ to $450^{\circ}$. The calc-silicate assemblages formed during the earlier half period of late skarn stage show the enrichment of notable iron and slight manganese, and the depletion of magnesium; clinopyroxenes are hedenbergitic, and grandite garnets are andraditic. The formation temperatures during this skarn stage are inferred to have been in the range of $430^{\circ}$ to $470^{\circ}C$ at low $X_{CO_2}$ by data from fluid inclusions of late andraditic garnets. The later half period of late skarn stage is characterized by the hydrous alteration of pre-existing minerals and the formation of hydrous silicates. The main iron-tungsten mineralization representing prominent deposition of magnetite immediately followed by minor scheelite impregnation has taken place at the middle of early skarn stage, while complex polymetallic mineralization has proceeded during and after the late skarn stage. Various metals and semimetals of Fe, Ni, Co, Cu, Zn, As, Mo, Ag, In, Sn, Sb, Te, Pb and Bi have been in various states such as native metal, sulphides, arsenides, sulphosaits, sulpharsenides and tellurides.
The x-ray powtler pattern of single phase $Bi_2S_2CaCu_2O_{8+x}$ has been identified and fullyindexed using a pseudotetragonal subcell with a= 5.408, c = 30.83 $\AA$ and an incommensurate supercellwith reciprocal lattice vector, X$q^*$, given by $q^*=0.211b^*-c^*$. The x -ray powder pattern of the Pb-free110K superconductor phase "$Bi_2S_2CaCu_2O_{10+x}$" has many lines which belong t.o an incommensuratesupercell. Using elect.ron d~ffraction pImt.ographs as a indexing guide, an indexing scheme for the powderpattern has been obtained. The unit cell has a geometrically orthorhombic subcell a=5.411, b= 5.420, c=37.29(2) $\AA$. Supercell reflections have indices that are derived from the subcell k, 1 indices by addition uf$\pm q^*$, where $\pm q^*=0.211b^*-0.78c^*$The incommensurate con~ponent In the b dwection, $\delta$, is the same for both phases but on going from2212 to 2223 phase, the superlattic component in the c direction changes from commensurate($\varepsilon$=1) toincommensurate($\varepsilon$=0.78).X>$\varepsilon$=0.78).
This review examines computational simulations of thermoelectric properties, such as electrical conductivity, Seebeck coefficient, and thermal conductivity. With increasing computing power and the development of several efficient simulation codes for electronic structure and transport properties calculations, we can evaluate all the thermoelectric properties within the first-principles calculations with the relaxation time approximation. This review presents the basic principles of electrical and thermal transport equations and how they evaluate properties from the first-principles calculations. As a model case, this review presents results on $Bi_2Te_3$ and Si. Even though there is still an unsolved parameter such as the relaxation time, the effectiveness of the computational simulations on the transport properties will provide much help to experimental scientist researching novel thermoelectric materials.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2001.05b
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pp.50-53
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2001
The thermoelectric refrigeration technologies have no moving parts. compressor, or piping required. In this study, the basic capacity of thermoelectric devices and development on some thermoelectric refrigerator were reviewed and basic technical concepts related with many kinds of thermoelectric materials were discussed. Especially the result of performance test on thermoelectric refrigerator whose minimum temperature of $-2^{\circ}C$ was introduced briefly.
Kim, Seong-Sun;Go, Byeong-Man;Son, In-Jun;Park, Gwan-Ho;Jo, Sang-Heum
Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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2015.11a
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pp.347-348
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2015
Ni 도금 및 표면 거칠기에 따른 열전모듈의 접합강도 특성을 알아보기 위해 Bi-Te 소재 위에 Sand-blasting 방법을 사용하여 표면 거칠기를 조절하고, Ni-P 무전해 도금을 수행하였다. 접합강도 측정 및 표면 성분을 분석하기 위해 전단응력 측정기, FE-SEM을 이용하였다. Sand-blasting과 Ni 도금을 실시한 시편이 sand-blasting과 도금을 미실시한 대조군보다 전단응력이 높았고, 큰 방 수의 sand로 sand-blasting 한 시편일수록 전단응력이 더 높은 경향성을 보였다.
Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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2012.05a
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pp.86.1-86.1
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2012
나노재료와 나노기술의 연구개발 지원을 위하여 국가나노인프라인 나노종합팹센터에서 개발되고 있는 나노재료/나노현상의 실시간 관찰을 위한 SiN membrane chip 기술 및 나노그래핀 기반구축에 대한 최근 결과와 향후계획을 소개하고자 한다. 나노재료의 합성, 배열, 구조 등의 실시간 관찰을 가능하게 하기 위하여 제작된SiN membrane chip은 투과전자현미경(transmission electron microscope, TEM)에서 투명한 기판으로, 그 위에 나노재료를 합성, 배열하고 원하는 모양의 전극을 형성하여 나노재료 및 나노소자의 온도변화 및 전기적 특성 측정 등이 가능하다. 이러한 기술은 Ag, Sn, Cu 등 nano-cluster의 percolation 소자, SiN 및 Graphene 나노기공 소자, SiGe, BiTe, Si, ZnO 나노선 및 CNT의 내부구조변화, 상변화 등 다양한 나노재료/나노소자의 나노현상 관찰 및 해석에 적용되었다.
A new all-optical flip-flop (AOFF) method based on the absorption nulls of an injection-locked Fabry-Perot laser diode (FP-LD) in transverse magnetic (TM) mode is proposed and experimentally demonstrated. For the set and reset operations of the AOFF, injection locking and the destructive minus of beating in transverse electric (TE) mode are used. The absorption nulls on the TM mode are modulated according to the operations, and then non-inverted (Q) and inverted (${\bar{Q}}$) outputs can be obtained simultaneously. Thanks to the use of several absorption nulls, the proposed AOFF can achieve multiple outputs with extinction ratios of more than 15 dB. Even though the experiment is demonstrated at 100 Mbit/s, the results of previous experiments using the injection of a CW holding beam imply that the operation speed can increase to 10 Gbit/s.
강재의 기계 가공성(피삭성 : machinability)에 영향을 미치는 요인은 많다. 그러나 가장 큰 요 인은 치금학적 인자로서 그 중에서도 화학성분, 열처리 조직 및 냉간 가공 등이다. 화학성분은 재료의 기계적 성질(강도, 인성), 열처리 조직, 개재물 종류 및 공구재와의 친화성 등에 영향을 크게 미친다. 이러한 치금학적 인자도 재료의 가공방법 및 가공성 평가 기준에 따라 정 또는 부의 효과를 나타낸다. 바꿔 말하면 아무리 어려운 가공 작업이라도 모든 요인을 고려한다면 최적의 조건을 얻을 수 있다고 할 수 있다. 앞으로의 기계 가공성 개선 연구 방향으로는 재료의 특성을 해치지 않고 기계 가공성을 개선시키는 것과 특수원소 첨가(Te, Se, Bi 등)에 의한 기계 가공성 향상 및 난삭 재료인 고경도 강재, 고 Mn 강, 스테인리스계 및 초내열 합금 등의 기계 가공성 개선이 될 것이라고 판단된다.
Electric power is generated by Seeback Effect if there is thermal difference in pettier module. Peltier module is composed by alumina, Bi-Te semiconductor and insulation (or air). If load is increased in pettier module, the alumina of module will be destroyed. One of the preventing method of module destruction is using damper between module and heat source. But the electric Power is dropped because of decrease of thermal difference, if thermal conductivity of damper was tourer than other thermoelectric materials. We design, Polymer Pad for enhancing thermoelectric porter. As the result of these experiment, Polymer Pad is more superior than the Rubber in the stability and thermal conduction.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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