Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology (한국결정성장학회지)

The Korea Association of Crystal Growth (한국결정성장학회)
권호 표지

Thermoelectric properties of hot pressed polycrystalline $Bi_2Te_3-Bi_2Se_3$

가압소결된 다결정 $Bi_2Te_3-Bi_2Se_3$ 열전재료의 열전특성

  • Hwang, C.W. (Dept. of Materials Science and Engineering, Ajou University) ;
  • Hong, I.G. (Dept. of Materials Science and Engineering, Ajou University) ;
  • Paik, D.K. (Dept. of Materials Science and Engineering, Ajou University) ;
  • Choi, S.C. (Dept. of Materials Science and Engineering, Ajou University)
  • 황창원 (아주대학교 재료공학과) ;
  • 홍인근 (아주대학교 재료공학과) ;
  • 백동규 (아주대학교 재료공학과) ;
  • 최승철 (아주대학교 재료공학과)
  • Published : 1994.12.01
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Abstract

Bimuth telluride base thermoelectrics are prepared by AC current applied hot pressing method. It is possible to minimize the defects arising from the vaporization of Te, thanks to the very short processing time compared to the single crystal growing method. The optimum conditions for the AC applied hot pressing of 95 mol% $Bi_2Te_3-5 mol% Bi_2Se_3$ thermoelectrics are sintering at $400^{\circ}C$, for 2 minutes, under 1500 kgf/$\textrm{cm}^2$, with the particle size of $125 to 250 {\mu}m$, range of powder. The resultant Z value (figure of merit) was $2.2{\times}10^{-3}/K$.

$Bi_2Te_3$계 열전반도체에서 단결정재료는 성능이 우수한 반면에 그 제조에 있어서 긴 공정시간과 그에 따른 구성성분의 손실이 있다. 본 연구에서는 짧은 공정시간으로 단결정 $Bi_2Te_3$계 열전반도체 제조 공저으이 단점을 극복하기 위해서 $Bi_2Te_3$계 열전반도체 제조 공저의 단점을 극복하기 위해서 $Bi_2Te_3$계 열전반도체를 교류 통전 가압법으로 제작하였다. 이 소결 방법에서는 소결시간이 다른 방법과 비교하여 짧기 때문에 Te의 증발로 인한 결함의 발생을 줄일 수 있었으며 제조공정시 재료의 손실도 최소화할 수있었다. 가압 소결한 95 mol% $Bi_2Te_3-5 mol% Bi_2Se_3$ 다결정 열전반도체의 최적의 소결조건은 분말입도, 소결온도, 시간, 압력별로 각각 $125~250 {\mu}m, 400^{\circ}C$, 2분, $1500Kgf/cm^2$이고, 이조건에서 열전성능지수 $Z=2.2{\times}10^{-3}/K$이다.

Keywords