KR101835198B1 - Thermoelectric materials and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열전재료 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)을 포함하는 열전재료 제조용 합금을 제조하는 단계와, 상기 제조된 열전재료 제조용 합금에 탄탈륨(Ta2O5) 산화물을 첨가하여 분산시키는 단계를 포함함으로써, 열전 특성이 우수하여 높은 열전능과 전기전도도를 가지면서 낮은 열전도도를 나타내는 열전재료를 제공할 수 있다.The present invention relates to a thermoelectric material and a method for producing the thermoelectric material, the method comprising the steps of: preparing an alloy for thermoelectric material production including bismuth (Bi), antimony (Sb), and tellurium (Te) (Ta 2 O 5 ) oxide is added and dispersed, thereby providing a thermoelectric material having excellent thermoelectric properties, exhibiting a high thermal conductivity and electrical conductivity, and exhibiting a low thermal conductivity.
Description
본 발명은 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)을 포함하는 열전재료 제조용 합금에 탄탈륨(Ta2O5) 산화물을 첨가하여 분산시키고, 분산된 열전분말을 포집한 후 소결함으로써, 열전 특성이 우수하여 높은 열전능과 전기전도도를 가지면서 낮은 열전도도를 나타낼 수 있는 열전 재료 및 그 제조 방법에 관한 것이다.In the present invention, tantalum (Ta 2 O 5 ) oxide is added to and dispersed in an alloy for producing thermoelectric materials containing bismuth (Bi), antimony (Sb) and tellurium (Te), and the dispersed thermoelectric powders are collected and sintered The present invention relates to a thermoelectric material having excellent thermal conductivity and high thermal conductivity and electrical conductivity and exhibiting low thermal conductivity, and a method of manufacturing the same.
잘 알려진 바와 같이, 열전현상(thermoelectric effect)은 온도의 차이와 전기 전압 사이의 가역적(reversible)이고, 직접적인 에너지 변환을 의미한다. 이러한 열전현상은 재료 내부의 전하 운반자(charge carrier), 즉 전자와 정공의 이동에 의해 발생하는 현상이다.As is well known, a thermoelectric effect is a reversible and direct energy conversion between the temperature difference and the electrical voltage. This thermoelectric phenomenon is a phenomenon caused by the movement of charge carriers inside the material, that is, electrons and holes.
또한, 제벡 효과(Seebeck effect)는 온도 차이가 전기로 직접적으로 변환하는 것으로 재료 양단의 온도차로부터 발생하는 기전력을 이용하여 발전 분야에 이용되며, 펠티어 효과(Peltier effect)는 회로에 전류를 인가할 때 상부 접합(upper junction)에서 열이 발생하고 하부 접합(lower junction)에서 열이 흡수되는 현상으로 외부로부터 인가된 전류에 의해 형성된 양단의 온도차를 이용하여 냉각 분야에 응용되고 있다.In addition, the Seebeck effect is a direct conversion of the temperature difference into electricity, which is used in the power generation field by using the electromotive force generated from the temperature difference across the material, and the Peltier effect The heat is generated at the upper junction and the heat is absorbed at the lower junction. It is applied to the cooling field by using the temperature difference at both ends formed by the current applied from the outside.
한편, 열전재료는 수동형 냉각 시스템으로 발열 문제 해결이 어려운 반도체 장비 및 전자기기의 능동형 냉각 시스템에 적용되고 있으며, DNA에 응용되는 정밀 온도제어 시스템 등 기존의 냉매가스 압축방식으로 해결되지 않는 다양한 분야로의 수요가 확대되고 있다.On the other hand, thermoelectric materials are applied to active cooling systems of semiconductor equipment and electronic equipment which are difficult to solve the heat problem due to passive cooling system. They are applied to various fields that are not solved by conventional refrigerant gas compression methods such as precision temperature control system applied to DNA Demand is expanding.
이러한 열전냉각은 환경문제를 유발하는 냉매가스를 사용하지 않는 무진동, 저소음의 친환경 냉각기술로서, 고효율의 열전냉각재료의 개발로 냉각효율을 향상시킬 경우 냉장고, 에어컨 등 범용 냉각 분야에까지 응용의 폭을 확대시킬 수 있다.This type of thermoelectric cooling is environment-friendly cooling technology that does not use the refrigerant gas that causes environmental problems. It is the application of the high efficiency thermoelectric cooling material to the universal cooling field such as refrigerator and air conditioner Can be enlarged.
또한, 자동차 엔진부, 산업용 공장 등에서 열이 방출되는 부분에 열전재료를 적용할 경우 재료 양단에 발생하는 온도차에 의한 발전이 가능하여 신재생 에너지원의 하나로 주목 받고 있다.In addition, when a thermoelectric material is applied to a portion where heat is emitted from an automobile engine, an industrial factory, etc., it is possible to generate electricity by the temperature difference generated at both ends of the material, thereby attracting attention as one of renewable energy sources.
이에 따라, 열전재료의 성능을 나타내는 무차원 성능지수(dimensionless figure of merit)에 따라 열전능과 전기전도도는 증가시키고, 열전도도를 감소시키는 등 열전특성이 우수한 열전재료의 개발이 다양하게 진행되고 있다.Accordingly, various thermoelectric materials having excellent thermoelectric properties, such as increasing thermal conductivity and electrical conductivity and decreasing thermal conductivity, have been developed according to a dimensionless figure of merit indicating the performance of thermoelectric materials .
본 발명은 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)을 포함하는 열전재료 제조용 합금에 탄탈륨(Ta2O5) 산화물을 첨가하여 분산시키고, 분산된 열전분말을 포집한 후 소결함으로써, 열전 특성이 우수하여 높은 열전능과 전기전도도를 가지면서 낮은 열전도도를 나타낼 수 있는 열전 재료 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.In the present invention, tantalum (Ta 2 O 5 ) oxide is added to and dispersed in an alloy for producing thermoelectric materials containing bismuth (Bi), antimony (Sb) and tellurium (Te), and the dispersed thermoelectric powders are collected and sintered , A thermoelectric material having excellent thermal conductivity and high thermal conductivity and electrical conductivity and exhibiting low thermal conductivity, and a method of manufacturing the thermoelectric material.
또한, 본 발명은 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)을 밀링하거나 급속 응고시켜 열전재료 제조용 합금으로 제조하고, 제조된 열전재료 제조용 합금에 탄탈륨(Ta2O5) 산화물을 첨가한 후 밀링 방식으로 분산시켜 열전분말을 제조함으로써, 열전 특성이 우수하여 높은 열전능과 전기전도도를 가지면서 낮은 열전도도를 나타낼 수 있는 열전 재료 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.The present invention also relates to a method for manufacturing a thermoelectric material by milling or rapidly solidifying bismuth (Bi), antimony (Sb) and tellurium (Te) into an alloy for thermoelectric material production and then adding tantalum (Ta 2 O 5 ) A thermoelectric material having excellent thermal conductivity and high thermal conductivity and electrical conductivity and exhibiting low thermal conductivity, and a method for manufacturing the thermoelectric material.
아울러, 열전분말을 소결하여 Bi2Te3계 열전소결체를 제조함으로써, 열전 특성이 우수하여 높은 열전능과 전기전도도를 가지면서 낮은 열전도도를 나타낼 수 있는 열전 재료 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.The present invention also provides a thermoelectric material having excellent thermal conductivity and high thermal conductivity and electrical conductivity, and exhibiting low thermal conductivity by producing a Bi 2 Te 3 thermoselective sintered body by sintering thermoelectric powder and a method of manufacturing the thermoelectric material.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the embodiments of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description .
본 발명의 일 측면에 따르면, 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)을 포함하는 열전재료 제조용 합금에 탄탈륨(Ta2O5) 산화물이 분산된 열전분말로 제조되는 열전재료가 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, there is provided a thermoelectric material made of a thermoelectric powder in which tantalum (Ta 2 O 5 ) oxide is dispersed in an alloy for thermoelectric material production including bismuth (Bi), antimony (Sb), and tellurium (Te) Can be provided.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)을 포함하는 열전재료 제조용 합금을 제조하는 단계와, 상기 제조된 열전재료 제조용 합금에 탄탈륨(Ta2O5) 산화물을 첨가하여 분산시키는 단계를 포함하는 열전재료의 제조 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, bismuth (Bi), antimony (Sb), and comprising the steps of: preparing a thermal transfer material for producing an alloy containing tellurium (Te), tantalum in the manufactured thermoelectric material for producing the alloy (Ta 2 O 5 ) Oxides to the thermosetting material to disperse the thermosetting material.
본 발명은 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)을 포함하는 열전재료 제조용 합금에 탄탈륨(Ta2O5) 산화물을 첨가하여 분산시키고, 분산된 열전분말을 포집한 후 소결함으로써, 열전 특성이 우수하여 높은 열전능과 전기전도도를 가지면서 낮은 열전도도를 나타내는 열전분말을 제공할 수 있다.In the present invention, tantalum (Ta 2 O 5 ) oxide is added to and dispersed in an alloy for producing thermoelectric materials containing bismuth (Bi), antimony (Sb) and tellurium (Te), and the dispersed thermoelectric powders are collected and sintered , It is possible to provide a thermoelectric powder having excellent thermal conductivity and high thermal conductivity and electric conductivity and exhibiting low thermal conductivity.
또한, 본 발명은 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)을 밀링하거나 급속 응고시켜 열전재료 제조용 합금으로 제조하고, 제조된 열전재료 제조용 합금에 탄탈륨(Ta2O5) 산화물을 첨가한 후 밀링 방식으로 분산시켜 열전분말을 제조함으로써, 열전 특성이 우수하여 높은 열전능과 전기전도도를 가지면서 낮은 열전도도를 나타내는 열전분말을 제공할 수 있다.The present invention also relates to a method for manufacturing a thermoelectric material by milling or rapidly solidifying bismuth (Bi), antimony (Sb) and tellurium (Te) into an alloy for thermoelectric material production and then adding tantalum (Ta 2 O 5 ) And then thermally dispersed by a milling method to prepare thermoelectric powders, thereby providing thermoelectric powders having excellent thermoelectric properties and high thermal conductivity and electrical conductivity and exhibiting low thermal conductivity.
아울러, 열전분말을 소결하여 열전소결체를 제조함으로써, 열전 특성이 우수하여높은 열전능과 전기전도도를 가지면서 낮은 열전도도를 나타내는 열전소결체를 제공할 수 있다.In addition, a thermoelectric device having excellent thermal conductivity and high thermal conductivity and electrical conductivity and exhibiting low thermal conductivity can be provided by sintering thermoelectric powder to produce a thermoelectric sintered body.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 열전재료를 제조하는 과정을 나타낸 단계별 흐름도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 열전분말의 주사전자현미경 이미지를 나타낸 도면이며,
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 열전분말의 입도분포를 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 열전분말의 X선 회절 분석 결과를 설명하기 위한 도면이며,
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 열전소결체의 밀도 특성을 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 열전소결체의 경도 특성을 설명하기 위한 도면이며,
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 열전소결체의 열전능 특성을 설명하기 위한 도면이고,
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 열전소결체의 전기전도도 특성을 설명하기 위한 도면이며,
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 열전소결체의 열전 특성을 설명하기 위한 도면이고,
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 열전소결체의 열전도도 특성을 설명하기 위한 도면이며,
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 열전재료의 열전능, 전기전도도 및 열전도도를 계산한 결과를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a process of manufacturing a thermoelectric material according to an embodiment of the present invention.
2 is a scanning electron microscope (SEM) image of a thermoelectric powder prepared according to an embodiment of the present invention,
FIG. 3 is a graph showing the particle size distribution of the thermoelectric powder prepared according to the embodiment of the present invention,
4 is a diagram for explaining X-ray diffraction analysis results of thermoelectric powders prepared according to an embodiment of the present invention,
FIG. 5 is a view for explaining density characteristics of a thermoelectric element manufactured according to an embodiment of the present invention, and FIG.
6 is a view for explaining the hardness characteristics of the thermoselective body manufactured according to the embodiment of the present invention,
FIG. 7 is a view for explaining the thermal conductivity characteristics of the thermoelectric device manufactured according to the embodiment of the present invention, and FIG.
8 is a view for explaining electric conductivity characteristics of a thermoelectric-thermoelectric device manufactured according to an embodiment of the present invention,
9 is a view for explaining the thermoelectric characteristics of the thermoelectric body manufactured according to the embodiment of the present invention,
FIG. 10 is a view for explaining thermal conductivity characteristics of a thermoelectric body manufactured according to an embodiment of the present invention,
11 is a graph showing the results of calculation of thermal conductivity, electrical conductivity and thermal conductivity of a thermoelectric material manufactured according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of embodiments of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 열전재료를 제조하는 과정을 나타낸 단계별 흐름도이다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a process of manufacturing a thermoelectric material according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)을 포함하는 열전재료 제조용 합금을 제조한다(단계102). 이러한 열전재료 제조용 합금은 Bi0.5SB1.5Te3 등과 같은 조성을 가질 수 있으며, BiTe, BiSe, GeTe, FeSi, PbTe, SiGe, SbTe, ZnSb, GdSe 중에서 선택된 합금을 사용할 수 있음은 물론이다.Referring to FIG. 1, an alloy for producing thermoelectric materials including bismuth (Bi), antimony (Sb), and tellurium (Te) is prepared (Step 102). The alloy for producing thermoelectric materials may have a composition such as Bi 0.5 SB 1.5 Te 3 or the like and it is of course possible to use an alloy selected from BiTe, BiSe, GeTe, FeSi, PbTe, SiGe, SbTe, ZnSb and GdSe.
여기에서, 열전재료 제조용 합금은 밀링 방식, 급속 응고 방식 등으로 제조되되, 분말 형태로 1-200 ㎛의 크기를 갖도록 제조되는데, 밀링 방식의 경우 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)을 포함하는 주조재를 밀링하거나 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)의 각 원소를 밀링하는 방식으로 제조할 수 있다.Here, the alloys for producing thermoelectric materials are manufactured by milling method, rapid solidification method, etc., and are manufactured to have a size of 1-200 탆 in powder form. In the milling method, bismuth (Bi), antimony (Sb) and tellurium Te), or by milling the respective elements of bismuth (Bi), antimony (Sb) and tellurium (Te).
또한, 급속 응고 방식은 가스 아토마이징(Gas Atomizing) 등을 이용할 수 있는데, 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)을 카본 도가니에 장입한 후, 아르곤(Ar) 가스 분위기에서 고주파 유도 가열을 통해 용해하고, 그 용탕을 지름이 대략 5 mm인 오리피스를 통해 아르곤(Ar) 가스를 분사함으로써, 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)을 포함하는 열전재료 제조용 합금을 제조할 수 있다.In the rapid solidification method, gas atomizing or the like can be used. After bismuth (Bi), antimony (Sb) and tellurium (Te) are charged in a carbon crucible, (Bb), antimony (Sb), and tellurium (Te) by injecting argon (Ar) gas through an orifice having a diameter of about 5 mm Can be prepared.
이러한 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)은 각각 순도 99.99%를 가지며, 텔루륨(Te)은 전체 중량 대비 1-5 중량%만큼 첨가될 수 있다.These bismuth (Bi), antimony (Sb) and tellurium (Te) each have a purity of 99.99%, and tellurium (Te) may be added in an amount of 1-5% by weight based on the total weight.
그리고, 상기 단계(102)에서 제조된 열전재료 제조용 합금에 나노분말 형태의 탄탈륨(Ta2O5) 산화물을 첨가하여 분산시킴으로써, 열전분말을 제조할 수 있다.(단계104).Then, a thermoelectric powder can be prepared by adding tantalum (Ta 2 O 5 ) oxide in the form of nano powder to the alloy for thermoelectric material manufactured in the step (102) and dispersing it.
여기에서, 열전분말은 밀링 방식으로 제조되되, 지르코늄(Zr) 볼과 분말들의 무게비가 8:1-12:1이 되도록 밀링 용기 내에 장입하면서 열에너지 집적을 방지하기 위해 수냉 방식으로 냉각하여 제조되는데, 복합분말 90-99 중량%에 탄탈륨(Ta2O5) 산화물을 1-10 중량%만큼 혼합한 후 밀링할 수 있다.Here, the thermoelectric powder is manufactured by a milling method and cooled by a water-cooling method in order to prevent heat accumulation while charging zirconium (Zr) balls and powders in a milling container in a weight ratio of 8: 1-12: The composite powder may be mixed with 90 to 99% by weight of tantalum (Ta 2 O 5 ) oxide by 1 to 10% by weight and then milled.
이러한 밀링은 제조하고자 하는 열전분말의 산화를 방지하기 위해 밀링 자(jar) 내부는 불활성분위기를 유지하고, 불순물 혼입을 최소화하기 위해 지르코늄(Zr) 재질의 용기와 볼을 사용하며, 밀링 공정 중에 용기 내에서 분말들간에 충분한 충격을 가하기 위해 용기의 부피와 볼의 용적량은 최대 50%로 조절할 수 있다.In order to prevent the oxidation of the thermoelectric powders to be produced, an inert atmosphere is maintained in the milling jar and a container made of zirconium (Zr) and balls are used to minimize impurity contamination. The volume of the container and the volume of the balls can be adjusted to a maximum of 50% in order to apply sufficient impact between the powders.
또한, 밀링 용기 내부에 장입된 밀링 자(jar)를 이용하여 대략 500-1100 rpm의 속도로 대략 15-25 분동안 볼 밀링할 수 있으며, 내부에 분말간 충돌에 따른 열에너지가 집적되는 것을 방지하기 위해 밀링하는 중에 수냉 방식으로 냉각시키면서 볼 밀링할 수 있다.In addition, it is possible to perform ball milling for about 15 to 25 minutes at a speed of about 500-1100 rpm by using a milling jar loaded inside the milling vessel, and to prevent the thermal energy from being accumulated due to the collision between the internals During ball milling, ball milling can be performed while cooling by water cooling method.
상술한 바와 같은 과정을 통해 제조된 열전분말은 산화를 방지하기 위해 고순도 아르곤(Ar) 가스를 주입한 후, 불활성 분위기의 글러브박스 내에서 포집될 수 있으며, 볼과 열전분말을 분리한 후 포집될 수 있다.The thermoelectric powders prepared through the above-described process can be collected in a glove box in an inert atmosphere after high purity argon (Ar) gas is injected to prevent oxidation, and the ball and thermoelectric powder are separated and collected .
이어서, 상기 단계(104)를 통해 수득된 열전분말을 소결시킴으로써, 열전소결체를 제조할 수 있다(단계106).Then, the thermoelectric conversion powder obtained through the above step (104) is sintered to produce a thermoselected product (step 106).
여기에서, 열전분말은 통전가압소결 방식으로 소결하여 열전소결체로 제조될 수 있는데, 이러한 통전가압소결 공정은 짧은 시간 내에 소결을 진행하여 미세조직을 유지할 수 있으며, 분말 표면의 산화막을 제거할 수 있는 공정으로, 열전소결체를 제조하기 위하여 외경 55-65 ㆈ, 내경 25-35 ㆈ, 두께 55-65 mm의 원통형 몰드를 준비한 후에, 몰드 내부에 혼합분말을 대략 10-20 g 장입한다.Here, the thermoelectric powder can be sintered by electrification-pressure sintering method to produce a thermoelectric-sintered body. This electrification-pressure sintering process can maintain the microstructure by proceeding sintering in a short time, Process, a cylindrical mold having an outer diameter of 55-65 mm, an inner diameter of 25-35 mm and a thickness of 55-65 mm is prepared and then about 10-20 g of mixed powder is charged into the mold.
그리고, 몰드의 상부와 하부에 각각 두 개의 펀치(punch, 예를 들면, 5mm, 25mm 등)를 이용하여 고정시켜 장입된 열전분말을 압분한 후에, 진공분위기(대략 10-3torr)내에서 승온속도 45-55 ℃/min, 최종소결온도 380-420 ℃, 45-55 MPa의 압력으로 8-12 분간 유지함으로써, 직경 15-25 ㆈ, 두께 약 4-6 mm의 디스크 형태인 열전소결체를 제조할 수 있다.And, each of the two punches on the top and the bottom of the mold after compacting the powder thermally charged by fixing using the (punch, e.g., 5mm, 25mm, etc.), temperature was raised in a vacuum atmosphere (about 10 -3 torr) The temperature was maintained at 45-55 ° C / min, final sintering temperature 380-420 ° C, and pressure of 45-55 MPa for 8-12 minutes to manufacture a thermoelectric sintered body having a diameter of 15-25 ㆈ and a thickness of about 4-6 mm can do.
따라서, 본 발명은 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)을 포함하는 합금에 탄탈륨(Ta2O5) 산화물을 첨가하여 분산시키고, 분산된 열전분말을 포집한 후 소결함으로써, 열전 특성이 우수하여 높은 열전능과 전기전도도를 가지면서 낮은 열전도도를 나타내는 열전분말을 제공할 수 있다.Accordingly, the present invention relates to a method for manufacturing a honeycomb structure by adding and dispersing tantalum (Ta 2 O 5 ) oxide to an alloy containing bismuth (Bi), antimony (Sb) and tellurium (Te), collecting the dispersed thermoelectric powders, It is possible to provide a thermoelectric powder having excellent thermal conductivity and high thermal conductivity and electric conductivity and exhibiting low thermal conductivity.
또한, 본 발명은 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)을 밀링하거나 급속 응고시켜 열전재료 제조용 합금으로 제조하고, 제조된 열전재료 제조용 합금에 탄탈륨(Ta2O5) 산화물을 첨가한 후 밀링 방식으로 분산시켜 열전분말을 제조함으로써, 열전 특성이 우수하여 높은 열전능과 전기전도도를 가지면서 낮은 열전도도를 나타내는 열전분말을 제공할 수 있다.The present invention also relates to a method for manufacturing a thermoelectric material by milling or rapidly solidifying bismuth (Bi), antimony (Sb) and tellurium (Te) into an alloy for thermoelectric material production and then adding tantalum (Ta 2 O 5 ) And then thermally dispersed by a milling method to prepare thermoelectric powders, thereby providing thermoelectric powders having excellent thermoelectric properties and high thermal conductivity and electrical conductivity and exhibiting low thermal conductivity.
아울러, 열전분말을 소결하여 열전소결체를 제조함으로써, 열전 특성이 우수하여 높은 열전능과 전기전도도를 가지면서 낮은 열전도도를 나타내는 열전소결체를 제공할 수 있다.In addition, a thermoelectric device having excellent thermal conductivity and high thermal conductivity and electrical conductivity and exhibiting low thermal conductivity can be provided by sintering thermoelectric powder to produce a thermoelectric sintered body.
상술한 바와 같이 제조된 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전재료는 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)을 포함하는 열전재료 제조용 합금에 탄탈륨(Ta2O5) 산화물이 분산되어 열전분말로 제조될 수 있고, 제조된 열전분말을 소결하여 열전소결체로 제조될 수 있다.The thermoelectric material according to another embodiment of the present invention manufactured as described above is a tantalum (Ta 2 O 5 ) oxide dispersed in an alloy for thermoelectric material production including bismuth (Bi), antimony (Sb) and tellurium (Te) And can be made into a thermoelectric powder, and the thermoelectric powder can be sintered to produce a thermoelectric sintered body.
그리고, 열전재료 제조용 합금은 상술한 바와 같이 밀링 방식 또는 급속 응고 방식(예를 들면, 가스 아토마이징 등)으로 제조되되, 분말 형태로 1-200 ㎛의 크기를 갖도록 제조될 수 있다. 이러한 열전재료 제조용 합금은 Bi0.5SB1.5Te3 등과 같은 조성을 가질 수 있다.The alloys for producing thermoelectric materials can be manufactured by milling or rapid solidification (for example, gas atomizing or the like) as described above, and can be manufactured to have a size of 1-200 μm in powder form. Such an alloy for thermoelectric material production may have a composition such as Bi 0.5 SB 1.5 Te 3 and the like.
물론, 열전재료 제조용 합금은 BiTe, BiSe, GeTe, FeSi, PbTe, SiGe, SbTe, ZnSb, GdSe 중에서 선택된 합금을 사용할 수 있다.Of course, an alloy selected from BiTe, BiSe, GeTe, FeSi, PbTe, SiGe, SbTe, ZnSb and GdSe can be used as the alloy for thermoelectric material production.
또한, 열전분말은 상술한 바와 같이 밀링 방식으로 제조되되, 지르코늄 볼과 분말들의 무게비가 8:1-12:1이 되도록 밀링 용기 내에 장입하면서 열에너지 집적을 방지하기 위해 수냉 방식으로 냉각하여 제조될 수 있으며, 상술한 바와 같은 통전가압소결 방식으로 소결되어 열전소결체로 제조될 수 있다.The thermoelectric powder can be manufactured by cooling in a water-cooling method to prevent heat accumulation while being charged into a milling container such that the weight ratio of zirconium balls and powders is 8: 1-12: 1, And can be sintered by the electrification-pressure sintering method as described above, and can be made into a thermoelectric-sintered body.
다음에, 상술한 바와 같이 제조된 열전재료의 특성을 분석한 결과에 대해 설명한다.Next, the results of analyzing the characteristics of the thermoelectric material produced as described above will be described.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 열전분말의 주사전자현미경 이미지를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 열전분말의 입도분포를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 열전분말의 X선 회절 분석 결과를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a scanning electron microscope image of a thermoelectric powder prepared according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a view showing a particle size distribution of thermoelectric powder prepared according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a view for explaining the X-ray diffraction analysis results of the thermoelectric powder prepared according to the embodiment of the present invention. FIG.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 주사전자현미경을 이용하여 분말의 형상과 평균입자 크기를 관찰하기 위해 분말을 카본테이프위에 고정시킨 후 콤프레셔(compressor)를 사용하여 여분의 분말들을 제거하였으며, 진공분위기에서 스퍼터(sputter)로 표면을 코팅 후 분말을 관찰하였다.Referring to FIGS. 2 to 4, powder is fixed on a carbon tape to observe the shape and average particle size of the powder using a scanning electron microscope, and then the powder is removed using a compressor, The surface was coated with a sputter and the powder was observed.
그 결과, 도 2에서 (a)는 Ta2O5를 첨가하지 않은 분말의 사진이고, (b)는 Ta2O5를 2wt%첨가한 분말의 사진이며, (c)는 Ta2O5를 4wt%첨가한 분말의 사진으로, 이러한 도 2에 도시한 바와 같이 Ta2O5 첨가량에 관계없이 불규칙한 형상으로 2.5-3 ㎛ 크기를 나타냄을 알 수 있고, 더 정확한 입자크기를 측정하기 위해 입도 분포를 측정한 결과는 도 3에 도시한 바와 같이 모두 평균 2.5-3 ㎛의 크기를 나타냄을 알 수 있으며, 이러한 입도 분포 측정 결과는 주사전자현미경으로 관찰한 분말 크기에 대한 결과와 일치함을 알 수 있다.As a result, in FIG. 2 (a) is a photograph of the powder without addition of Ta 2 O 5, (b) is a photograph of the powder was added 2wt% of Ta 2 O 5, (c) is a Ta 2 O 5 As shown in Fig. 2, irregular shape of irregular shape is shown irrespective of the added amount of Ta 2 O 5 , and it can be seen that the particle size is 2.5-3 탆. In order to measure a more accurate particle size, As shown in FIG. 3, the average particle size is 2.5-3 탆. The particle size distribution measurement result is consistent with the result of the powder size observed by the scanning electron microscope have.
여기에서, 전체적인 평균 사이즈는 같았지만 1 ㎛ 부근에서 Ta2O5를 첨가한 분말이 Ta2O5를 첨가하지 않은 분말보다 많이 관찰되었으며, 8 ㎛ 부근에선 Ta2O5를 첨가하지 않은 분말의 함유량이 많은 것을 알 수 있는데, 이에 따라 Ta2O5를 첨가한 분말이 미세하게 분포됨을 확인할 수 있다.Here, like the overall average size but 1 ㎛ this powder was added Ta 2 O 5 in the vicinity was much observed than powder without addition of Ta 2 O 5, 8 ㎛ vicinity In the powder without addition of Ta 2 O 5 It can be seen that the powder added with Ta 2 O 5 is finely distributed.
또한, 제조된 열전분말의 결정 배향성을 조사하기 위해 MiniFlex600을 이용하여 X선 회절분석을 실시하였는데, 그 측정은 Cu Kα선을 이용하였으며 가속전압 40kV, 주사속도 5ㅀ/min, 스캔속도 2deg/min, 10~70ㅀ(2θ)범위에서 실시하였다.In order to investigate the crystal orientation of the prepared thermoelectric powders, X-ray diffraction analysis was carried out using
그 X선 회절 분석 결과는 도 4에 도시한 바와 같이 다른 불순물에 의한 상은 나타나지 않았으나, Ta2O5첨가량이 증가할수록 (-1,0,1), (1,0,11), (0,1,15), (1,2,5) 상이 좀 더 뚜렷하게 관찰됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 4, the X-ray diffraction analysis showed no phase due to other impurities. However, as the amount of Ta 2 O 5 was increased, (-1,0,1), (1,0,11) 1,15) and (1,2,5) phase are more clearly observed.
한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 열전소결체의 밀도 특성을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 열전소결체의 경도 특성을 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 열전소결체의 열전능 특성을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 열전소결체의 전기전도도 특성을 설명하기 위한 도면이며, 도 9는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 열전소결체의 열전 특성을 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 열전소결체의 열전도도 특성을 설명하기 위한 도면이며, 도 11은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 열전재료의 열전능, 전기전도도 및 열전도도를 계산한 결과를 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a view for explaining density characteristics of a thermoelectric device manufactured according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a view for explaining the hardness characteristics of a thermoelectric device manufactured according to an embodiment of the present invention, FIG. 7 is a view for explaining the thermoelectric characteristics of the thermoelectric sintered body manufactured according to the embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a view for explaining electric conductivity characteristics of the thermoelectric sintered body manufactured according to the embodiment of the present invention, FIG. 9 is a view for explaining thermoelectric characteristics of a thermoelectric body manufactured according to an embodiment of the present invention, FIG. 10 is a view for explaining thermal conductivity characteristics of a thermoelectric body manufactured according to an embodiment of the present invention, 11 is a graph showing the results of calculation of thermal conductivity, electrical conductivity and thermal conductivity of a thermoelectric material manufactured according to an embodiment of the present invention.
도 5 내지 도 11을 참조하면, 통전가압소결 방식으로 제조된 모든 열전소결체는 아르키메데스(Archimedese)법을 이용하여 밀도를 측정하였는데, 밀도 측정을 위해 먼저 실린더에 증류수를 채운 후 대기중에서 측정한 무게와 수중에서의 측정한 무게를 비교하여 아래의 수학식 1을 이용하여 계산한 후 측정밀도와 이론밀도의 비율을 계산하여 %밀도로 나타내었다. 여기서 이론밀도는 원료조성에 따른 밀도로부터 혼합법칙을 이용하여 계산하였다.5 to 11, all of the thermoelectric sintered bodies manufactured by the electrification pressure sintering method were measured by Archimedes' method. In order to measure the density, the cylinder was firstly filled with distilled water, The ratio of the measured density to the theoretical density was calculated using the following
여기에서, ρ는 체적밀도(g/cm3)를 의미하고, Wa는 대기중에서 측정한 시편의 질량(g)을 의미하며, W1는 수중에서 측정한 시편의 질량(g)을 의미하고, ρ1는 시험온도(상온)에서의 물의 밀도(g/cm3)를 의미한다.Here, ρ denotes volume density (g / cm 3 ), W a denotes the mass (g) of the specimen measured in the atmosphere, W 1 denotes the mass (g) of the specimen measured in water , ρ 1 means the density of water (g / cm 3 ) at the test temperature (room temperature).
그 측정 결과 도 5에 도시한 바와 같이 열전소결체는 조성에 상관없이 98%이상의 밀도를 나타내었으나 Ta2O5 첨가량이 증가할수록 기공이 많아져 밀도가 감소하는 경향을 보이고 있음을 알 수 있다.As a result of the measurement, as shown in FIG. 5, the thermocompression product exhibited a density of 98% or more irrespective of the composition, but the density tended to decrease as the amount of Ta 2 O 5 was increased.
한편, 열전소결체의 경도는 마이크로 비커스 경도기(Micro Vickers Hardness)를 이용하여 측정하였는데, 경도 측정을 위해 열전소결체를 일정 크기로 잘라 가공하고, 에폭시와 하드너를 25:3(g)의 비율로 혼합 후 마운팅하였고, 마운팅된 열전소결체는 샌드페이퍼(sand paper)을 사용하여 #600~#1200까지 연마 후 0.5μm 알루미나 가루를 이용하여 폴리싱하여 경면 연마하였다.The hardness of the thermocompression product was measured using a Micro Vickers hardness. For the measurement of the hardness, the thermocompression product was cut into a predetermined size, and the epoxy and the hardener were mixed at a ratio of 25: 3 (g) The mounted thermoelectric sintered body was polished to # 600 ~ # 1200 using a sand paper, polished using 0.5 μm alumina powder, and mirror polished.
또한, 열전소결체의 경도는 수직으로 자른 단면을 측정하였으며, 100gf의 하중으로 10초간 유지하여 압흔 자국의 크기를 측정하여 Hv값으로 나타내었고, 경도값의 신뢰성을 높이기 위해 각각 10회 측정하였으며, 최대값 및 최소값을 제외한 수치의 평균값으로 나타내었다.The hardness of the thermoelectric sintered body was measured with a perpendicular cross section, and the Hv value was measured by measuring the size of the indentation mark by holding it for 10 seconds under a load of 100 gf. The hardness value was measured 10 times each, Value and the minimum value.
그 결과 도 6에 도시한 바와 같이 Ta2O5 나노입자가 입자간의 응집력을 높여주어 Ta2O5첨가량이 증가할수록 높은 경도를 나타냄을 알 수 있다.As a result, as shown in FIG. 6, the Ta 2 O 5 nanoparticles increase the cohesion force between the particles, and the higher the Ta 2 O 5 addition amount, the higher the hardness.
한편, 도 7은 열전소결체의 열전능 값을 측정한 결과로서, 이에 대한 관계식(α = γ-lnnc)에 의하면 산란인자가 크고 캐리어 농도(carrier concentration)가 낮을수록 높은 열전능을 나타내는 것을 알 수 있는데, 그 측정 결과 Ta2O5 나노입자의 영향으로 산란이 증가하여 캐리어 농도의 증가에도 불구하고 300K에서 Ta2O5를 4wt% 첨가한 열전소결체가 295.15μV/K로 가장 높았으며, 그 다음으로는 2wt%첨가한 소결체가 432.38μV/K의 값을 나타내어 Ta2O5를 첨가하지 않은 분말보다 대략 50%, 35% 정도 향상되었음을 알 수 있다.7 shows the results of measurement of the thermoelectric power of the thermoelectric sintered body. According to the relation (α = γ-lnn c ), the scattering factor is high and the carrier concentration is low, As a result of the measurement, the scattering increased due to the influence of Ta 2 O 5 nanoparticles. Despite the increase of the carrier concentration, the highest value of 295.15 μV / K was obtained by adding 4 wt% of Ta 2 O 5 at 300 K, Next, the sintered body added with 2wt% showed a value of 432.38 μV / K, which is about 50% and 35% higher than that of the powder not containing Ta 2 O 5 .
그리고, 도 8은 열전소결체의 전기전도도를 측정한 결과를 나타내고 있는데, 전기전도도의 경우 Ta2O5함량이 증가할수록 기공의 영향과 미세입자에 따른 캐리어 이동도(carrier mobility)의 제한으로 전기전도도는 Ta2O5를 첨가하지 않은 분말이 953.49 1/ohm-cm로 가장 높았으며, 4wt%는 442.511/ohm-cm로 50% 감소했고, 2wt%는 432.38 1/ohm-cm로 54% 감소하였음을 알 수 있다.8 shows the result of measuring the electrical conductivity of the thermocompression product. As the content of Ta 2 O 5 increases in the case of the electric conductivity, the electric conductivity is increased due to the influence of the pore and the carrier mobility due to the fine particles. Was the highest at 953.49 1 / ohm - cm without the addition of Ta 2 O 5. The 4wt% decreased to 50% at 442.511 / ohm - cm and the 2wt% decreased to 542% at 432.38 1 / ohm - cm. .
결과적으로 도 9에 도시한 바와 같이 파워팩터(Power Factor: P.F)는 Ta2O5첨가량이 증가할수록 열전능의 증가와 전기전도도의 감소 효과로 인하여 Ta2O5첨가량이 증가 할수록 증가하는 경향을 나타냄을 알 수 있다.As a result, the power factor as shown in Fig. 9 (Power Factor: PF) has a tendency to increase as Ta 2 O 5 added amount is increased as due to the decreasing effect of increasing the electrical conductivity of the heat capacity Ta 2 O 5 added amount is increased .
또한, 열전소결체의 열전도도를 측정하기 위해 LFA-575장비를 이용하였으며, 열전소결체의 밀도, 비열, 열확산도를 측정하여 열전도도를 나타낸 결과, Ta2O5가 2wt%첨가 되었을 때 낮은 열전도도를 보이며, 측정온도가 증가함에 따라 열전도도가 증가하는 경향을 나타냄을 알 수 있다.In addition, the LFA-575 equipment was used to measure the thermal conductivity of the thermoelectrically sintered body. The density, specific heat, and thermal diffusivity of the thermoelectric sintered body were measured and the thermal conductivity was measured. As a result, when the Ta 2 O 5 content was 2 wt% And the thermal conductivity tends to increase as the measurement temperature increases.
그리고, 열전도도는 격자에 의한 열전도도(K ph )와 캐리어에 의한 열전도도(K el )의 합으로 나타낼 수 있고, 격자에 의한 열전도도와 전체 열전도도의 비율 값이 높을수록 산란에 의한 영향을 많이 받는 것으로 알려져 있는데, 열전재료에 대한 수식(ZT = (P.F ㅇ T)/K)에 의해 열전도도가 낮을수록 높은 열전성능을 얻을 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 열전소결체의 열전도도는 도 10에 도시한 바와 같다.The thermal conductivity can be expressed by the sum of the thermal conductivity (K ph ) by the lattice and the thermal conductivity (K el ) by the carrier, and the higher the ratio of the thermal conductivity by the lattice and the total thermal conductivity, (ZT = (PF T T) / K), it is possible to obtain a higher thermoelectric performance, and the thermal conductivity of the thermoelectric element manufactured according to the embodiment of the
이러한 열전재료의 효율은 무차원 성능지수로 나타낼 수 있고, 그 성능지수 1은 약 10%의 에너지 변환효율을 나타내는 것으로 알려져 있는데, 열전재료가 높은 성능지수를 나타내기 위해서는 높은 열전능과 전기전도도 그리고 낮은 열전도도를 나타내어야 하며, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 열전재료에 대한 열전능, 전기전도도, 열전도도는 도 11에 도시한 바와 같다.The efficiency of such a thermoelectric material can be represented by a dimensionless performance index, and the figure of
이러한 결과를 바탕으로 성능지수를 계산한 결과, 성능지수는 4wt% Ta2O5를 첨가한 분말을 소결한 경우 가장 높은 값인 1.37 ZT값을 나타내었고, 2wt% Ta2O5에서는 1.14 ZT 값으로 Ta2O5를 첨가하지 않은 분말보다 27%, 6% 증가한 값을 나타냄을 알 수 있으며, 이는 나노입자의 첨가로 산란이 증가함으로써, 열전능은 각각 50%, 35% 증가하였고, 열전도도는 각각 25%, 24% 감소하였기 때문이다.Based on these results, the figure of merit was calculated to be 1.37 ZT value, which is the highest value when the powder added with 4 wt% Ta 2 O 5 was sintered, and 1.14 ZT value in 2 wt% Ta 2 O 5 The addition of nanoparticles increased the thermal conductivity by 50% and 35%, respectively, and the thermal conductivity increased by 27% and 6%, respectively, compared to powders without Ta 2 O 5 . Respectively, by 25% and 24%, respectively.
따라서, 높은 성능지수를 나타내는 재료 대부분은 높은 전기전도도 값을 가졌으나, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 열전재료는 높은 열전능 값과 낮은 열전도도에 의하여 우수한 성능을 나타내고 있음을 확인할 수 있다.Therefore, although most of the materials exhibiting a high performance index have high electrical conductivity values, it can be confirmed that the thermoelectric materials manufactured according to the embodiment of the present invention exhibit excellent performance due to high thermal conductivity and low thermal conductivity.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be readily apparent that such substitutions, modifications, and alterations are possible.
Claims (10)
상기 제조된 열전재료 제조용 합금에 탄탈륨(Ta2O5) 산화물을 첨가하여 분산시키되, 상기 열전재료 제조용 합금의 복합분말 90-99 중량%에 상기 탄탈륨(Ta2O5) 산화물 1-10 중량%를 500-1100 rpm의 속도로 15-25 분동안 볼 밀링하는 밀링 방식으로 분산시키는 단계
를 포함하는 열전재료의 제조 방법.
A method for producing a thermoelectric material-containing alloy comprising bismuth (Bi), antimony (Sb) and tellurium (Te), wherein the tellurium (Te) comprises 1-5% by weight based on the total weight, -200 < RTI ID = 0.0 > um, < / RTI >
(Ta 2 O 5 ) oxide is added to 90 wt% of the composite powder of the thermoelectric material-producing alloy, and the tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) In a milling manner at a speed of 500-1100 rpm for ball milling for 15-25 minutes
/ RTI >
상기 열전재료의 제조 방법은,
상기 분산시키는 단계를 통해 수득된 열전분말을 소결시키는 단계
를 더 포함하는 열전재료의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The method of manufacturing the thermoelectric material includes:
Sintering the thermoelectric powder obtained through the dispersing step
Further comprising the steps of:
상기 분산시키는 단계는, 열에너지 집적을 방지하기 위해 수냉 방식으로 냉각하여 제조되는 열전재료의 제조 방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the dispersing step is performed by cooling in a water-cooling manner to prevent heat energy accumulation.
상기 열전분말을 소결시키는 단계는, 통전가압소결 방식으로 소결하여 열전소결체로 제조되는 열전재료의 제조 방법.
3. The method of claim 2,
Sintering the thermoelectric powder is a sintering method using an electrification pressure sintering method to produce a thermoelectric material.
상기 텔루륨(Te)은 전체 중량 대비 1-5 중량%를 포함하고, 급속 응고 방식으로 1-200 ㎛의 크기의 분말 형태를 갖도록 제조되며,
상기 열전재료 제조용 합금의 복합분말 90-99 중량%에 상기 탄탈륨(Ta2O5) 산화물 1-10 중량%를 500-1100 rpm의 속도로 15-25 분동안 볼 밀링하는 밀링 방식으로 분산시키는 열전재료.
(Ta 2 O 5 ) oxide is dispersed in an alloy for thermoelectric material production including bismuth (Bi), antimony (Sb) and tellurium (Te)
The tellurium (Te) comprises 1-5% by weight based on the total weight and is prepared to have a powder shape of 1-200 탆 in a rapid solidification manner,
A thermoelectric material for dispersing 1-10 wt% of the tantalum (Ta 2 O 5 ) oxide in 90-99 wt% of the composite powder of the thermoelectric material-producing alloy by a milling method for 15-25 min at a rate of 500-1100 rpm material.
상기 열전재료는, 상기 제조된 열전분말을 소결시켜 열전소결체로 제조되는 열전재료.
The method according to claim 6,
Wherein the thermoelectric material is a thermoelectric material produced by sintering the thermoelectric powder.
상기 열전분말은, 열에너지 집적을 방지하기 위해 수냉 방식으로 냉각하여 제조되는 열전재료.
8. The method according to claim 6 or 7,
The thermoelectric material is produced by cooling the thermoelectric powder by a water-cooling method in order to prevent accumulation of heat energy.
상기 열전분말은, 통전가압소결 방식으로 소결되어 상기 열전소결체로 제조되는 열전재료.8. The method of claim 7,
Wherein the thermoelectric powder is sintered in an electrification-pressure sintering manner to produce the thermoelectric -resonant.
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