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고에너지 볼 밀링이 Skutterudite계 CoSb3의 열전 및 전하 전송 특성에 미치는 영향
남우현,이정용,임영수,맹은지,이순일,서원선 한국전기전자재료학회 2015 전기전자재료학회논문지 Vol.28 No.12
본 연구에서는 고에너지 볼 밀링 공정이 In0.2Yb0.1Co4Sb12의 열전 및 전하 전송 특성에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 볼 밀링 시간을 5, 10, 20분으로 조절하여 분말을 분쇄하였으며, 분쇄된 분말은 방전 플라즈마 소결법을 이용하여 소결되었다. 볼 밀링의 효과로 인해 소결체는 나노 및 마이크로 크기를 가지는 결정립으로 이루어져 있는 것을 미세구조 관찰을 통해 알아내었다. 고에너지 볼 밀링으로 인한 샘플의 구조적 변형이 충진 원자의 충진량을 감소시키기 때문에, 볼 밀링 시간이 증가할수록 소결체의 캐리어 농도는 감소하였다. 또한 볼 밀링으로 인한 결정립계 영역의 증가로 전자의 결정립계 산란이 증대되어 이동도도 감소하였다. 결과적으로 전기적 특성의 악화로 인해 소결체의 파워펙터 또한 볼 밀링의 시간이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. In this study, we investigate the effect of high-energy ball milling on thermoelectric transport properties in double-filled CoSb3 skutterudite (In0.2Yb0.1Co4Sb12). In0.2Yb0.1Co4Sb12 powders are milled using high-energy ball milling for different periods of time (0, 5, 10, and 20 min), and the milled powders are consolidated into bulk samples by spark plasma sintering. Microstructure analysis shows that the high-energy ball milled bulk samples are composed of nano- and micro-grains. Because the filling fractions are reduced in the bulk samples due to the kinetic energy of the high-energy ball milling, the carrier concentration of the bulk samples decreases with the ball milling time. Furthermore, the mobility of the bulk samples also decreases with the ball milling time due to enhanced grain boundary scattering of electrons. Reduction of electrical conductivity by ball milling has a decisive effect on thermoelectric transport in the bulk samples, power factor decreases with the ball milling time.
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Nguyen Van Du,이순일,서원선,Nguyen Minh Dat,맹은지,임창현,Jamil Ur Rahman,김명호 한국전기전자재료학회 2015 Transactions on Electrical and Electronic Material Vol.16 No.6
The n-type Hf0.25Zr0.25Ti0.5NiSn0.998Sb0.002 Half-Heusler (HH) alloy composition was prepared by using the induction melting method in addition to the mechanical grinding, annealing, and spark plasma sintering processes. Analysis of X-ray diffraction (XRD) results indicated the formation of a pure phase HH structured compound. The electrical and thermal properties at temperatures ranging from room temperature to 718 K were investigated. The electrical conductivity increased with increasing temperatures and demonstrated nondegenerate semiconducting behavior, and a large reduction in the thermal conductivity to the value of 2.5 W/mK at room temperature was observed. With the power factor and thermal conductivity, the dimensionless figure of merit was increased with temperature and measured at 0.94 at 718 K for the compound synthesized by the induction melting process.
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