• 제목/요약/키워드: Thermoelectric effects

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기계적 합금화 공정을 이용하여 제조한 n형 $Bi_2({Te_{0.85}}{Se_{0.15}})_3$ 가압소결체의 열전특성 (Thermoelectric Properties of the Hot-pressed n-Type $Bi_2({Te_{0.85}}{Se_{0.15}})_3$ Alloy Prepared by Mechanical Alloying)

  • 김희정;오태성;현도빈
    • 한국재료학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.246-252
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    • 2000
  • 기계적 합금화 공정을 이용하여 제조한 $Bi_2(Te_{0.85}Se_{0.15})_3$ 가압소결체의 가압소결온도에 따른 열전특성을 분석하였다. $Bi_2(Te_{0.85}Se_{0.15})_3$ 가압소결체는 $300^{\circ}C$에서 $550^{\circ}C$ 범위의 가압소결온도에 무관하게 n형 전도를 나타내었다. $Bi_2(Te_{0.85}Se_{0.15})$ 합금분말을 (50% $H_2+50%$ Ar) 분위기에서 환원처리시, 분말 표면의 산화층 제거 및 과잉 Te 공격자의 소멸에 기인한 전자 농도의 감소로 가압소결체의 Seebeck 계수가 양의 값으로 변화하였다. $450^{\circ}C$ 이상의 온도에서 가압소결시 가압소결온도의 증가에 따라 $Bi_2(Te_{0.85}Se_{0.15})$ 합금의 성능지수가 증가하였으며, $550^{\circ}C$에서 가압소결시 $1.92{\times}10^{-3}/K$의 최대성능지수를 얻을 수 있었다.

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Al4C3 첨가 α-SiC의 열전변환특성 (Thermoelectric Properties of Al4C3-doped α-SiC)

  • 박영석;배철훈
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권10호
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    • pp.991-997
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    • 2003
  • SiC세라믹스의 열전변환물성에 미치는 A1$_4$C$_3$ 첨가효과에 대해 연구하였다. $\alpha$-SiC 분말에 A1$_4$C$_3$를 첨가하여 Ar분위기 2100∼220$0^{\circ}C$에서 3시간 소결하여 상대밀도 47∼59%인 다공질 SiC세라믹스를 제조하였다. X-선 회절분석 및 주사형 전자현미경으로 소결체의 상조성과 미세구조를 분석하였으며, A1$_4$C$_3$ 첨가에 의해 6H에서 4H로의 상전이 발생을 관찰할 수 있었다. 전기전도도와 Seebeck 계수를 Ar 분위기 550∼95$0^{\circ}C$에서 측정하였다. 무첨가 시료의 경우 출발원료중에 함유된 p형 불순물(Al, Fe)에 의해 Seebeck 계수가 정(+)의 값을 나타내었으며, 소결온도가 증가함에 따라 전기전도도가 증가하였다. A1$_4$C$_3$ 첨가 시료의 전기전도도는 상전이 및 캐리어농도 증가에 의해 무첨가 시료보다 높았으며, 또 Seebeck 계수도 크게 나타났다. 시료의 밀도, 첨가량 및 소결조건이 열전변환물성에 크게 기여하였다.

0.05wt% $SbI_3$를 첨가한 n형 $Bi_2({Te_{0.95}}{Se_{0.05}})_3$ 가압소결체의 열처리 시간에 따른 열전특성 (Thermoelectric Properties of the 0.05wt% $SbI_3$-Doped n-Type $Bi_2({Te_{0.95}}{Se_{0.05}})_3$ Alloy with Variation of the Annealing Time)

  • 이선경;오태성;현도빈
    • 한국재료학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.257-263
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    • 2000
  • 0.05wt% $SbI_3$를 첨가한 n형 $ Bi_2(Te(_{0.95}Se_{0.05})_3$ 합금분말을 용해/분쇄법으로 제조하여 가압소결 후, 36시간까지의 열처리 시간에 따른 열전특성의 변화 거동을 분석하였다. 열처리 시간이 증가함에 따라 0.05wt% $SbI_3$를 첨가한 n형 $ Bi_2(Te(_{0.95}Se_{0.05})_3$ 가압소결체의 전자 농도가 감소하였다. 0.05wt% $SbI_3$를 첨가한 $Bi_2(Te(_{0.95}Se_{0.05})_3$ 가압소결체는 $2.1{\times}10^{-3}/K$의 성능지수를 나타내었으며 $500^{\circ}C$에서 3시간 열처리 시 $2.35{\times}10^{-3}/K$로 성능지수가 향상되었으나, 12시간 이상 열처리 시에는 전기비저항의 증가에 기인하여 성능지수의 현저한 감소가 발생하였다.

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가이드 핀 구조와 경계 파라미터가 폐열 회수용 열전발전 열교환기의 열적 성능에 미치는 영향 (Effect of Guide Fin Structures and Boundary Parameters on Thermal Performances of Heat Exchanger for Waste Heat Recovery Thermoelectric Generator)

  • 쿠날 산딥 가루드;서재형;이무연
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권3호
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    • pp.30-35
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    • 2021
  • 본 연구는 다양한 가이드 핀 구조와 경계 파라미터가 폐열 회수 열전발전용 열교환기의 열적 성능에 미치는 영향에 대하여 다룬다. 가이드 핀 구조의 영향을 확인하기 위하여 ANSYS 19.1 소프트웨어를 사용하여 핀이 없는 유형, 삼각형 핀, 원형 핀, 원형 핀과 삼각 핀 조합 열교환기의 열전달율 및 압력 강하 특성을 수치해석 하였다. 원형 핀과 삼각 핀 조합 열교환기는 핀이 없는 열교환기, 원형 핀 또는 삼각 핀이 있는 원형 핀 또는 삼각 핀 열교환기와 비교하여 각각 27.0%, 5.2% 및 1.5% 높은 열전달율을 나타내었다. 그리고 복합 핀 열교환기의 압력강하는 핀이 없는 열교환기와 비교하여 28.3% 높았지만, 복합 핀 열교환기와 비교하여 9.2% 및 10.5% 낮은 압력강하 특성을 나타내었다. 최적모델로서 복합 핀 열교환기는 최대 고온 가스 및 냉각수 질량 유량, 최고 고온 가스 온도 그리고 최저 냉각수 온도 조건에서 최대 열전달율 5664.9 W 및 최대 압력강하 1454.02 Pa을 나타내었다.

제조공정에 따른 n형 Bi2Te2.85Se0.15합금의 열전성능 평가 (Effects of Various Fabrication Routes on Thermoelectric Properties of n-type Bi2Te2.85Se0.15 Alloys)

  • ;신동원;이명원;이상현;홍순직
    • 열처리공학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.135-142
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    • 2018
  • In this study, we have fabricated n-type $Bi_2Te_{2.85}Se_{0.15}$ compounds by different processing routes such as crushing, milling and mixing respectively. Subsequently, the obtained powders were consolidated by spark plasma sintering (SPS). The phase crystallinity of bulk samples were identified using X-ray diffraction technique. Powder morphology and fracture surface of bulk samples were observed using the scanning electron microscopy (SEM). The Seebeck coefficient and electrical conductivity values were significantly increased for the milling sample than crushing and mixing samples. As a result, the maximum power factor was obtained $2.4mW/mK^2$, which is thrice than that of crushing process. The maximum figure of merit (ZT) of 0.77 was achieved at 400 K for the milling sample. Furthermore, relatively high hardness and density values were noticed for the different processed samples.

환원분위기 열처리가 $(Bi,Sb)_{2}Te_{3}$ 증착박막의 열전특성에 미치는 영향 (Efface of Annealing in a Reduction Ambient on Thermoelectric Properties of the $(Bi,Sb)_{2}Te_{3}$ Thin Films Processed by Vacuum Evaporation)

  • 김민영;오태성
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.1-8
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    • 2008
  • 환원분위기 열처리가 진공증착법으로 형성한 $(Bi,Sb)_{2}Te_3$박막의 열전특성에 미치는 영향을 연구하였다. 환원분위기(50% $H_2$ + 50% Ar)에서 $300^{\circ}C$의 온도로 2시간 유지하여 열처리함으로써 $(Bi,Sb)_{2}Te_3$박막의 결정성이 크게 향상되었으며 결정립 크기가 크게 증가하였다. 환원분위기 열처리에 의한 정공농도의 감소에 기인하여 $(Bi,Sb)_2Te_3$박막의 Seebeck계수가 열처리 전의 $\sim90{\mu}V/K$로부터 $\sim180{\mu}V/K$으로 증가하였다. 환원분위기 열처리에 의해 $(Bi,Sb)_{2}Te_3$ 박막의 출력인자(power factor)가 5배에서 16배 정도 향상되었으며, 환원분위기 열처리 후 $(Bi,Sb)_{2}Te_3$ 박막은 $18.6\times10^{-4}W/K^{2}-m$의 최대 출력인자를 나타내었다.

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R형 열전대의 열처리 방법에 따른 알루미늄과 은 응고점에서의 기전력 변화 (Change of the thermoelectric voltage of type R thermocouples in the freezing points of aluminum and silver cells with the heat treatment methods)

  • 김용규;감기술
    • 센서학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.61-67
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    • 1994
  • R형 열전대의 열기전력에 미치는 열처리효과에 대하여 살펴보기 위하여 알루미늄 및 은 금속 응고점 셀에서 깊이에 따른 열기전력의 변화를 조사하였다. 사용전 열처리 방법에 따라 최대기전력 차이는 $660.323^{\circ}C$ 에서 $17.1{\mu}V$, $961.78^{\circ}C$ 에서 $18.1{\mu}V$ 를 보였다. 또한 충분한 열처리를 거치지 않은 열전대는 동일한 온도로 유지되고 있는 응고점 셀내에서도 삽입깊이에 따라 기전력 차이를 나타냈으며, 그 정도는 알루미늄 응고점에서 최대 $7.8{\mu}V$은 응고점에서 $18.9{\mu}V$를 보였다. 따라서 열전대를 사용하여 정확한 온도를 측정하기 위해서는 충분한 열처리를 거쳐야 함을 알 수 있었으며, 본 논문에서 얻어진 실험결과를 바탕으로 R형 열전대의 열처리방법을 제시하였다.

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충청남도 산업단지 인근지역 주민의 생체시료 중 중금속 농도평가 (Exposure Assessment of Heavy Metals using Exposure Biomarkers among Residents Living Near a Chungcheongnam-do Province Industrial Complex Area)

  • 주요섭;노상철
    • 한국환경보건학회지
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    • 제42권3호
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    • pp.213-223
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    • 2016
  • Objectives: This study was designed to assess the level of physical exposure to heavy metals among residents who live around a Chungcheongnam-do Province industrial complex and to provide baseline data on the effects and harms of heavy metals on the human body by comparing their exposure levels to those of people from control regions. Methods: We measured blood lead and cadmium levels and urine mercury and chromium levels and conducted a survey among 559 residents from the affected area and 347 residents of other areas. Results: Blood lead and cadmium levels and urine mercury levels were significantly higher in the case region than among those in the control region (p=0.013, p<0.001, p<0.001, respectively). In the thermoelectric power plant area, blood cadmium and urine mercury levels were significantly higher than in the control region (p<0.001, p<0.001, respectively). In the steel mill and petrochemical industry areas, blood cadmium level was significantly higher than that in the control region (p<0.001). Dividing groups by the reference level of blood cadmium ($2{\mu}g/L$), the odds ratios between the case and control regions were 2.56 (95% CI=1.83-3.58), 3.11 (95% CI=2.06-4.71) for the thermoelectric power plant area, 1.78 (95% CI=1.19-2.65) for the steel mill area and 4.07 (95% CI=2.40-6.89) for petrochemical industry area. Conclusion: This study showed that the levels of exposure to heavy metals among residents living near a Chungcheongnam-do Province industrial complex were significantly higher than those in the control region. This seems to be attributable to exposure to heavy metals emissions from the industrial complex. Further research and safety measures are required to protect residents' health.

Effects of Microstructure on Thermoelectric Properties of $FeSi_2$

  • Park, Joon-Young;Song, Tae-Ho;Lee, Hong-Lim;Pai, Chul-Hoon
    • The Korean Journal of Ceramics
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    • 제2권1호
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    • pp.11-18
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    • 1996
  • The variation of electrical conductively and Seebeck coefficient of FeSi2 according to the density of the specimen has been observed over the temperature range 50 to $700^{\circ}C$. A conventional pressureless sintering method with various sintering time (0, 0.5, 1, 5h) at $1190^{\circ}C$ and/or various sintering temperatures(1160, 1175, 1190, $1200^{\circ}C$) for 2 h was carried out to prepare $FeSi_2$ specimens having various densities. The relationship between the electrical conductivity and Seebeck coefficient was investigated after two steps of annealing (at $865^{\circ}C$ and then $800^{\circ}C$ for total 160h) and thermoelectric measurement. The electrical conductivity for the specimens showed a typical tendency of semiconductor, the average activation energy of which in the intrinsic region (above $300^{\circ}C$) was observed approximately as 0.452 eV, and increased slightly with density. On the other hand, the specimen of the lower density showed the higher value of Seebeck coefficient in the intrinsic region. As the temperature fell into the non-degenerate region, the highly densified specimen which had relatively little residual metal phase showed the higher value of Seeback coefficient. The power factor of all specimens showed the optimum value at $200^{\circ}C$. However, the power factor of the specimen of the lower density increased again from $400^{\circ}C$ and that of the higher dense specimen increased from $500^{\circ}C$. The power factor was more affected by Seebeck coefficient than electrical conductivity over all temperature range.

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전자빔 조사에 의한 유리상 탄소에서의 구조적 변화와 열전 성능의 상관관계 (Correlation between a Structural Change and a Thermoelectric Performance of a Glassy Carbon Thin Film Induced by Electron Beam Irradiation)

  • 오인선;조준현;안기석;유정우
    • Composites Research
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    • 제29권4호
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    • pp.156-160
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    • 2016
  • 유리상 탄소는 열적으로 안정하고, 화학적 반응성이 매우 낮으며, 다양한 크기로 제작이 가능하고, 전기적 저항 또한 낮아서 다양한 극한 환경에서 사용 가능하다. 이 논문에서는 전자빔 조사가 유리상 탄소 박막의 구조 변화에 미치는 영향과 그에 따른 열전효과 변화에 대해 연구하였다. 라만 분광 특성 분석을 바탕으로 유리상 탄소 박막에 전자빔 조사에 따라 결정화 또는 비정질화가 일어나는 것을 확인하였다. 또한, 이러한 결정변화가 유리상 탄소 박막의 자유전자 도핑 농도의 변화시키며 그에 따른 제백 상수나 전기적 전도도의 변화도 확인하였다. 전자빔 조사로 인하여 유리상 탄소의 열전파워 펙터가 최대 200%까지 향상되는 것을 보여 주었다.