KR20180022384A - Manufacturing method of Bi-Sb-Te alloy-sintered body for thermoelectric material - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 급속 응고 공정 및 스파크 플라즈마 소결 공정을 이용하여 기계적 강도가 높고, 파워팩터(power factor)의 향상과 열전도도의 감소로 열전 성능을 향상시킬 수 있는 열전재료용 Bi-Sb-Te 합금 소결체의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a Bi-Sb-Te alloy sintered body for thermoelectric materials capable of improving mechanical strength, power factor and thermal conductivity by using a rapid solidification process and a spark plasma sintering process, And a method for producing the same.
잘 알려진 바와 같이, 열전현상은 열과 전기 사이의 가역적이고, 직접적인 에너지 변환을 의미한다. 이러한 열전현상은 재료 내부의 전하 운반자(charge carrier), 즉 전자(electron)와 정공(hole)의 이동에 의해 발생하는 현상이다. As is well known, thermoelectric conversion implies a reversible, direct energy conversion between heat and electricity. This thermoelectric phenomenon is a phenomenon caused by the movement of charge carriers, that is, electrons and holes inside the material.
이러한 열전현상은 서로 다른 두 개의 소자 양단에 직류 전압을 가하면 전류의 방향에 따라 한쪽 면에서는 흡열하고 반대 면에서는 발열을 일으키는 원리로 에어컨이나 화장품 냉장고 등으로 응용되는 펠티어 효과(Peltier effect)와 온도차로 인한 열기전력의 발생으로 폐회로 내에서 전류가 흐르는 원리로 등산용품이나 온도계 등으로 응용되는 제벡효과(Seebeck effect)로 구분된다. This thermoelectric phenomenon is a phenomenon in which a DC voltage is applied to both ends of two different devices, which causes heat on one side and heat on the other side depending on the direction of the current. The Peltier effect and the temperature difference And the Seebeck effect, which is applied to mountain climbing products and thermometers, is classified into the principle that the current flows in the closed circuit due to the generation of the thermal power due to the heat.
현재 열전재료는 수동형 냉각시스템이 적용되어 발열문제 해결이 어려운 반도체 장비 및 전자기기에 능동형 냉각 시스템으로 적용되고 있으며, DNA에 응용되는 정밀온도제어 시스템 등 기존의 냉매가스 압축방식의 시스템으로는 해결 불가능한 분야에서의 수요가 확대되고 있다. Currently, thermoelectric materials are applied to active cooling systems for semiconductor equipment and electronic devices, which have difficulty in solving the heat problem due to passive cooling system, and can not be solved by existing refrigerant gas compression system such as precision temperature control system applied to DNA Demand in the field is expanding.
이러한 열전냉각은 환경문제를 유발하는 냉매가스를 사용하지 않는 무진동, 저소음의 친환경 냉각기술이며, 고효율의 열전냉각재료 개발로 냉각효율을 향상하면 냉장고, 에어컨 등 범용냉각 분야에까지 응용의 폭을 확대할 수 있다. This type of thermoelectric cooling is an environmentally friendly cooling technology that does not use refrigerant gas that causes environmental problems. It is a high-efficiency thermoelectric cooling material that can be applied to universal cooling such as refrigerator and air conditioner. .
또한, 자동차 엔진부 및 산업용 공장 등에서 열이 방출되는 부분에 열전재료를 적용하면 재료 양단에 발생하는 온도차에 의한 발전이 가능하여 신재생 에너지원의 하나로 주목받고 있다. 태양에너지 사용이 불가능한 화성, 토성 등의 우주 탐사선에는 이미 이러한 열전발전시스템이 가동되고 있다.In addition, when a thermoelectric material is applied to a portion where heat is emitted from an automobile engine part or an industrial factory, it is possible to generate electricity by the temperature difference generated at both ends of the material, thereby attracting attention as one of the renewable energy sources. These thermoelectric power generation systems are already in operation for space explorers such as Mars and Saturn that can not use solar energy.
상술한 바와 같은 열전재료의 성능은 무차원 성능지수(dimensionless figure of merit)로 통칭되는 "ZT값"으로 나타낼 수 있는데, 이는 "ZT = S2σT/k (S는 제벡계수, σ는 전기전도도, T는 절대온도, k는 열전도도이다.)"으로 나타낼 수 있고, 열전재료의 ZT값을 증가시키기 위해서는 제벡계수와 전기전도도 즉, 파워팩터(S2σ)는 증가시키고 열전도도는 감소시켜야 하지만, 제벡계수와 전기전도도는 캐리어인 전자 또는 홀의 농도의 변화에 따라 하나의 값이 증가하면 다른 값은 작아지는 트레이드오프(trade-off)의 관계를 나타내어 파워팩터(Power factor)를 증가시키는데 큰 제약이 된다.The performance of a thermoelectric material as described above can be expressed as a "ZT value", collectively referred to as a dimensionless figure of merit, which is defined as ZT = S 2 σT / k, where S is the Seebeck coefficient, , T is the absolute temperature and k is the thermal conductivity.) In order to increase the ZT value of the thermoelectric material, it is necessary to increase the Seebeck coefficient and the electrical conductivity, that is, the power factor (S 2 σ) However, the Seebeck coefficient and the electrical conductivity show a trade-off relationship in which the value decreases as one value increases as the concentration of the electron or hole as the carrier changes, increasing the power factor It becomes a constraint.
이러한 문제를 해결하기 위해 종래에는 가스 아토마이제이션이나 용융방사기술을 이용하여 열전재료를 제조하고 있지만, 가스 아토마이제이션으로 제조된 열전재료의 경우 저비용과 제조가 쉬운 이점에 비해 낮은 제벡계수와 높은 열전도도 때문에 기존의 볼 밀링 방식과 열간성형으로 제조된 열전재료의 ZT값에 비해 낮아졌고, 스파크 플라즈마 소결을 결합한 용융방사기술로 제조된 열전재료는 ZT값이 높아졌지만, 낮은 생산성과 제조공정에 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.In order to solve this problem, conventionally, thermoelectric materials are manufactured by using gas atomization or melt spinning. However, the thermoelectric materials produced by gas atomization have a low shear coefficient and high Because of the thermal conductivity, the ZT value of the thermoelectric material produced by the conventional ball milling method and the hot forming was lowered. The thermoelectric material manufactured by the melt spinning technique combined with the spark plasma sintering has a higher ZT value, There was a time-consuming problem.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 급속 응고 공정 및 스파크 플라즈마 공정을 이용하여 기계적 성질이 우수하고 열전재료를 대량 생산할 수 있으며, 열전도도를 감소시키면서 전기전도도 및 제벡계수를 포함하는 파워팩터를 향상시킬 수 있는 열전재료용 Bi-Sb-Te 합금 소결체의 제조방법을 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide a thermoelectric material which is excellent in mechanical properties and can be mass produced using a rapid solidification process and a spark plasma process, To provide a method of manufacturing a Bi-Sb-Te alloy sintered body for thermoelectric material capable of improving the power factor involved.
또한, 본 발명은 급속 응고 공정으로 기 설정된 크기의 Bi-Sb-Te 합금분말을 제조하고, 제조된 Bi-Sb-Te 합금분말을 스파크 플라즈마 소결 공정을 통해 Bi-Sb-Te 합금 소결체를 제조함으로써, 입자의 치밀화 및 제어가 용이할 뿐만 아니라 열전재료의 성능 및 제조단가 면에서 유리한 열전재료용 Bi-Sb-Te 합금 소결체의 제조방법을 제공할 수 있다. In addition, the present invention relates to a method of manufacturing a Bi-Sb-Te alloy powder by preparing a Bi-Sb-Te alloy powder having a predetermined size by a rapid solidification process, and then producing a Bi-Sb-Te alloy sintered body through a spark plasma sintering process , It is possible to provide a method for manufacturing a Bi-Sb-Te alloy sintered body for thermoelectric material which is easy in densification and control of particles, and is advantageous in terms of the performance of a thermoelectric material and the manufacturing cost.
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 실시예에 따르면, Bi, Sb 및 Te를 혼합하고 가열하여 용융된 Bi-Sb-Te 합금 용탕을 제조하는 단계와, 상기 용융된 Bi-Sb-Te 합금 용탕을 가스 아토마이제이션으로 Bi-Sb-Te 합금분말을 제조하는 단계와, 상기 Bi-Sb-Te 합금분말을 압축소결 공정을 통해 소결체로 제조하는 단계를 포함하는 열전재료용 Bi-Sb-Te 합금 소결체의 제조방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a molten Bi-Sb-Te alloy melt, comprising the steps of mixing and heating Bi, Sb and Te to produce a molten Bi-Sb-Te alloy melt, A method of manufacturing a Bi-Sb-Te alloy sintered body for a thermoelectric material, comprising the steps of: preparing a sintered body of Bi-Sb-Te alloy powder; and producing the Bi-Sb-Te alloy powder as a sintered body through a compression sintering process .
본 발명은 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 및 텔루륨(Te)을 포함하는 원료금속을 급속 응고 공정으로 기 설정된 크기의 Bi-Sb-Te 합금분말을 제조하고, 제조된 분말을 스파크 플라즈마 소결 공정을 통해 Bi-Sb-Te 합금 소결체로 제조함으로써, 입자의 치밀화 및 제어가 용이할 뿐만 아니라 열전재료의 성능 및 제조단가 면에서 유리한 열전재료용 Bi-Sb-Te 합금 소결체를 제공할 수 있다. The present invention relates to a method for producing a Bi-Sb-Te alloy powder having a predetermined size by rapid solidification of a raw metal containing bismuth (Bi), antimony (Sb) and tellurium (Te), spark plasma sintering It is possible to provide a Bi-Sb-Te alloy sintered body for a thermoelectric material which is easy to densify and control particles, and which is advantageous in terms of performance and production cost of thermoelectric materials.
또한, 본 발명에 따라 급속 응고 공정 및 스파크 플라즈마 공정을 이용하여 제조된 Bi-Sb-Te 합금 소결체는, 분말크기의 감소에 따라 낮은 열전도도와 비교적 높은 전기전도도 및 제벡계수를 포함하는 파워팩터를 향상시켜서 높은 열전 성능지수를 가진 열전재료용 Bi-Sb-Te 합금 소결체를 제공할 수 있다.Further, according to the present invention, the Bi-Sb-Te alloy sintered body manufactured by the rapid solidification process and the spark plasma process has improved the power factor including the low thermal conductivity, the relatively high electric conductivity and the Seebeck coefficient To provide a Bi-Sb-Te alloy sintered body for thermoelectric materials having a high thermoelectric performance index.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 열전재료용 Bi-Sb-Te 합금 소결체의 제조방법을 제조하는 과정을 나타낸 단계별 흐름도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 Bi-Sb-Te 합금분말의 주사전자현미경 사진.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 Bi-Sb-Te 합금 소결체의 x선 회절 패턴을 나타내는 그래프.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 Bi-Sb-Te 합금분말과 Bi-Sb-Te 합금 소결체의 열전특성에 대한 인자를 나타내는 그래프.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 Bi-Sb-Te 합금분말과 Bi-Sb-Te 합금 소결체의 열전도도 및 열전 성능지수를 나타내는 그래프.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a flow chart showing a process for manufacturing a method of manufacturing a Bi-Sb-Te alloy sintered body for thermoelectric material according to an embodiment of the present invention.
2 is a scanning electron microscope (SEM) image of a Bi-Sb-Te alloy powder prepared according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing an x-ray diffraction pattern of a Bi-Sb-Te alloy sintered body manufactured according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing a factor for thermoelectric characteristics of a Bi-Sb-Te alloy powder and a Bi-Sb-Te alloy sintered body manufactured according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the thermal conductivity and the thermoelectric performance index of the Bi-Sb-Te alloy powder and the Bi-Sb-Te alloy sintered body manufactured according to the 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 실시예에 따라 열전재료를 제조하는 과정을 나타낸 단계별 흐름도이다.FIG. 1 is a flowchart showing a process of manufacturing a thermoelectric material according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, Bi, Sb 및 Te를 포함하는 원료 금속을 이용하여 Bi-Sb-Te 합금을 제조할 수 있다(단계 110). 여기에서, 원료 금속은 Bi, Sb 및 Te를 포함하는 p형 Bi-Sb-Te 합금으로, 특정한 조성비에 구애받지 아니하며 Bi-Te계 열전재료의 모든 조성이 그 대상으로 될 수 있으나, 열전성능 ZT와 비례하는 파워팩터(Power factor)가 최대값을 나타내는 조성인 Bi0.5Sb1.5Te2 합금으로 제조할 수 있다.Referring to FIG. 1, a Bi-Sb-Te alloy can be prepared using a starting metal containing Bi, Sb and Te (Step 110). Here, the starting metal is a p-type Bi-Sb-Te alloy containing Bi, Sb and Te, and can be applied to all compositions of Bi-Te thermoelectric materials regardless of a specific composition ratio. However, thermoelectric performance ZT Can be made of a Bi 0.5 Sb 1.5 Te 2 alloy, which is a composition showing a maximum power factor proportional to the ratio.
그리고, Bi-Sb-Te 합금분말은 급속 응고 공정 중 가스 아토마이제이션 방식으로 제조될 수 있는데(단계 120), Bi0.5Sb1.5Te2 합금의 조성에 따라 칭량하여 혼합하고 도가니 형태의 전기로나, 유도가열로의 저항열을 이용하여 용융시켜 합금 용탕을 제조한다. 여기에서, 용융될 때 Te의 증발에 의한 감소분을 보충하고 반구조 결함인 BiTe와 SbTe로 인한 과잉 홀 농도를 줄이기 위해, 1-5 중량%의 Te를 도핑제로 첨가할 수 있다. The Bi-Sb-Te alloy powder can be manufactured by the gas atomization method during the rapid solidification step (step 120). The Bi-Sb-Te alloy powder is weighed and mixed according to the composition of the Bi 0.5 Sb 1.5 Te 2 alloy, And the molten alloy is melted using the resistance heat of the induction heating furnace. Here, 1-5% by weight of Te can be added as a dopant in order to compensate for the decrease due to evaporation of Te when melted and to reduce excess hole concentration due to semi-structural defects Bi Te and Sb Te .
용융된 합금용탕은 오리피스를 통해 자유 낙하시키며, 용탕을 급속 냉각하기 위해 10기압 이상의 고압의 가스를 분사 노즐을 통해 자유 낙하하는 용탕에 분무 충돌시켜 급속으로 응고하는 방식으로 Bi-Sb-Te 합금분말을 제조할 수 있다. The molten alloy melt is allowed to freely fall through the orifice. In order to rapidly cool the molten alloy, a high-pressure gas of 10 atm or higher is sprayed onto the melt falling freely through the injection nozzle to rapidly collapse the molten alloy melt to form a Bi-Sb-Te alloy powder Can be prepared.
예를 들면, p형 조성인 Bi0.5Sb1.5Te2의 조성비에 상당하는 양의 고순도(99.99% 이상)의 Bi, Te 및 Sb를 칭량하여 흑연도가니에 장입하는데, BixSb2-xTe2(0< x < 2)의 조성으로 제조하기 위하여 비스무스(Bi)는 10-20 wt%, 안티몬(Sb)은 20-40 wt%, 텔루륨(Te)은 50-70 wt%의 범위로 각각의 금속을 칭량한 뒤, 칭량된 일정량의 금속을 혼합하여 가열, 용융시킬 수 있다.For example, a high purity (99.99% or more) Bi, Te and Sb in an amount corresponding to the composition ratio of Bi 0.5 Sb 1.5 Te 2 as a p-type composition is weighed and charged into a graphite crucible. Bi x Sb 2-x Te 2 10 to 20 wt% of bismuth (Bi), 20 to 40 wt% of antimony (Sb), and 50 to 70 wt% of tellurium (Te), respectively, A predetermined amount of the metal to be weighed can be mixed and heated and melted.
그리고, Bi-Sb-Te 합금의 균질한 용융 혼합을 위해 5ㅧ10-3 torr의 압력과 650-800 ℃의 온도로 고주파 유도 용해를 통해 용융시킨다. Bi0.5Sb1.5Te2 합금은 p형 열전재료로서 우수한 열전성능을 나타내지만, 캐리어(carrier)인 홀 농도가 과도하여 열전성능과 비례하는 제벡계수(seebeck cofficient)가 너무 낮아 적절한 캐리어 농도를 얻기 위해 도핑제로서 과잉 Te를 첨가하여 반 구조 결함인 BiTe와 SbTe 결함을 줄이고자 1-5 중량%의 Te를 도핑제로 첨가한다. 1 중량% 이하의 Te를 첨가하면 Te의 증발에 의한 감소분을 보충할 수 없고, 5 중량% 이상의 Te를 첨가하면 캐리어인 홀 농도가 과잉으로 되어 제벡계수가 너무 낮은데, 제벡계수는 열전성능과 비례하기 때문에 1-5 중량 % 이하로 Te를 첨가하는 것이 바람직하다. Then, to homogenously melt and mix the Bi-Sb-Te alloy, it melts at a pressure of 5 ㅧ 10 -3 torr and a high-frequency induction melting at a temperature of 650-800 캜. The Bi 0.5 Sb 1.5 Te 2 alloy exhibits excellent thermoelectric performance as a p-type thermoelectric material, but since the hole concentration as a carrier is excessive, the seebeck coefficient, which is proportional to the thermoelectric performance, is too low to obtain an appropriate carrier concentration As a dopant, the excess Te is added to form a semi-structured defect Reducing the faulty party Bi Te and Sb Te Te added a 1-5% by weight of the doping agent. If Te of 1 wt% or less is added, the decrease due to evaporation of Te can not be compensated. If Te of 5 wt% or more is added, the carrier in-hole concentration becomes excessive and the Seebeck coefficient becomes too low. It is preferable to add Te in an amount of 1-5% by weight or less.
그 다음에, 용융된 Bi-Sb-Te 합금용탕을 아르곤(Ar) 가스 분위기 하에서 자유 낙하시키는데, 분사노즐을 통해 고압의 질소(N2) 가스와 분무 충돌시켜 급냉시키는 방법으로 Bi-Sb-Te 합금분말을 제조하여 수집용기(collection chamber) 내로 생성된 분말이 수집될 수 있다. Then, the molten Bi-Sb-Te alloy melt was allowed to freely fall in an argon (Ar) gas atmosphere, and the Bi-Sb-Te alloy was sprayed by spraying the high pressure nitrogen (N 2 ) Powders produced in the collection chamber can be collected by preparing the alloy powder.
여기에서, 가스 아토마이제이션 방식으로 제조된 Bi-Sb-Te 합금분말은 1-200 ㎛의 크기로 제조되며, 제조된 분말들 중 낮은 열전도도와 상대적으로 높은 전기전도도 및 제벡계수를 가지는 열전성능이 우수한 최적의 분말사이즈를 구하기 위하여 체를 이용한 분급(Sieving method)을 통해 30 ㎛ 미만, 30-75 ㎛, 75-150 ㎛, 150-200 ㎛의 크기로 분급할 수 있다.Here, the Bi-Sb-Te alloy powder prepared by the gas atomization method is manufactured in a size of 1-200 탆, and the thermal conductivity, the relatively high electric conductivity and the heat conductivity having the Seebeck coefficient In order to obtain an excellent optimum powder size, it can be classified into a size of less than 30 탆, 30 - 75 탆, 75 - 150 탆, and 150 - 200 탆 by a sieving method using a sieve.
이어서, 상기 단계(120)에서 제조된 Bi-Sb-Te 합금분말은 스파크 플라즈마 소결 공정을 통해 Bi-Sb-Te 합금 소결체로 제조할 수 있다(단계 130).Then, the Bi-Sb-Te alloy powder produced in the
여기에서, 스파크 플라즈마 소결 공정은 분말을 몰드에 충진하고, 스파크 플라즈마 소결 장치의 진공화 된 챔버에 장착하여 분말에 압력과 직류펄스를 인가하여 원하는 형태의 크기로 소결시키는 공정으로, 플라즈마 방전에 의해 순식간에 발생하는 15000K 이상의 순간적인 고 에너지로 인하여 합금분말 표면이 용융하여 분말이 산화하지 않고 소결되어 의해 효과적으로 분말 입자의 성장을 제어하면서 단시간에 소결을 진행하여 미세조직을 유지할 수 있는 장점이 있다. Here, the spark plasma sintering process is a process of filling a powder into a mold, placing the powder in a vacuum chamber of a spark plasma sintering apparatus, applying a pressure and a DC pulse to the powder to sinter the powder to a desired size, The surface of the alloy powder is melted due to instantaneous high energy of more than 15000K generated instantaneously, and the powder is sintered without being oxidized, thereby effectively controlling the growth of the powder particles and sintering in a short time to maintain the microstructure.
예를 들면, Bi-Sb-Te 합금 소결체를 제조하기 위하여 직경 15-25 ㅨ, 두께 5-7 mm의 원통형 금형을 준비한 후에, 금형 내부에 상기 제조된 Bi-Sb-Te 합금분말을 충진하고 Bi-Sb-Te 합금분말을 채운 금형을 스파크 플라즈마 소결 장치의 챔버 내에 장착하고, 감압 후 가압하면서 직류펄스 발진기(Pulsed DC Generator)를 이용하여 직류펄스를 인가할 수 있다. For example, to prepare a Bi-Sb-Te alloy sintered body, a cylindrical mold having a diameter of 15-25 mm and a thickness of 5-7 mm is prepared, and then the prepared Bi-Sb-Te alloy powder is filled in the mold and Bi -Sb-Te alloy powder is placed in a chamber of a spark plasma sintering apparatus, and a DC pulse can be applied using a pulsed DC generator while pressurizing after depressurization.
여기에서, 챔버 내에 존재하는 산화가스를 제거하기 위해 10-1-10-3 torr 이하로 감압할 수 있고, 직류펄스는 0.1-2000 A 범위로 인가될 수 있다. Here, the pressure can be reduced to 10 -1 -10 -3 torr or less in order to remove the oxidizing gas present in the chamber, and the DC pulse can be applied in the range of 0.1-2000 A.
이어서, 금형에 충진된 Bi-Sb-Te 합금분말을 상부와 하부에 펀치(punch)를 이용하여 1축 압축을 실시하는데, Bi-Sb-Te 합금분말은 30-300 MPa의 압력으로 가압될 수 있다. 가압 압력이 30 MPa 미만인 경우에는 압력이 낮아 고밀도의 소결체를 제조하기 어렵고 300 MPa를 초과하는 경우에는 소결 공정이 완료된 후의 소결체에 균열이 발생할 수 있기 때문이다.Then, the Bi-Sb-Te alloy powder filled in the mold is subjected to uniaxial compression using punches at the top and bottom. The Bi-Sb-Te alloy powder can be pressed at a pressure of 30-300 MPa have. If the pressure is less than 30 MPa, the pressure is low and it is difficult to produce a high-density sintered body. If the pressure exceeds 300 MPa, cracks may occur in the sintered body after the sintering process is completed.
또한, Bi-Sb-Te 합금분말의 용융온도는 합금성분에 따라 다르지만, 본원발명의 Bi-Sb-Te 합금 조성범위에서는 600 ℃ 보다 낮은 온도에서 소결시킬 수 있는데, 최종 소결온도는 300-500 ℃이고, 승온속도는 35-45 ℃/min이며, 소결시간은 10-1800 초로 조절될 수 있다. Bi-Sb-Te 합금분말의 용융온도보다 상대적으로 낮은 소결온도에서 수행하는 이유는 300 ℃ 보다 낮은 온도에서는 분말 입자들의 표면에서 소결이 일어나지 않아 소결되지 않은 부분이 발생되어 소결체의 강도가 낮음에 따라 소결체가 부스러지며 500 ℃ 보다 높은 온도에서는 재결정에 의한 입자 성장이 발생하여 소결체를 구성하는 결정립의 미세화를 이루기 어렵기 때문이다.Although the melting temperature of the Bi-Sb-Te alloy powder varies depending on the alloy component, it can be sintered at a temperature lower than 600 ° C in the Bi-Sb-Te alloy composition range of the present invention. The final sintering temperature is 300-500 ° C , The temperature raising rate is 35-45 ° C / min, and the sintering time can be adjusted to 10-1800 seconds. The reason for performing the sintering at a sintering temperature relatively lower than the melting temperature of the Bi-Sb-Te alloy powder is that the sintering does not occur at the surface of the powder particles at a temperature lower than 300 ° C, The sintered body is broken, and grain growth due to recrystallization occurs at a temperature higher than 500 ° C., so that it is difficult to miniaturize the crystal grains constituting the sintered body.
그리고, 제조된 Bi-Sb-Te 합금 소결체의 분말크기별로 특성을 평가할 수 있다(단계 140).The characteristics of the sintered body of Bi-Sb-Te alloy can be evaluated according to the powder size (step 140).
실시예Example
먼저, 비스무스 467.9 g과 안티몬 818.06 g 및 텔루륨 1774.03 g을 칭량하여 흑연 도가니에 넣고 3 중량%의 Te를 도핑제(dopant)로 첨가한 후에 5ㅧ10-3 torr의 압력과 700 ℃의 온도에서 고주파 유도용해를 하였다.First, 467.9 g of bismuth, 818.06 g of antimony and 1774.03 g of tellurium were weighed into a graphite crucible, 3 wt% of Te was added as a dopant, and then a pressure of 5 ㅧ 10 -3 torr and a temperature of 700 캜 High frequency induction melting.
용탕의 온도가 800 ℃에 도달하면 용융된 합금 용탕을 직경 5 mm의 오리피스를 통해 자유 낙하시키며, 분사노즐을 통해 분사되는 고압의 아르곤 가스와 자유 낙하하는 용탕이 분무 충돌되면서 액상의 흐름이 순간적으로 파괴되어 급속으로 응고되어 미세한 분말이 되는데 이에 따라 Bi-Sb-Te 합금분말이 제조되었다. When the temperature of the molten metal reached 800 ° C, the molten alloy melt was freely dropped through an orifice having a diameter of 5 mm, and the high-pressure argon gas injected through the injection nozzle collided with the melt falling freely, And rapidly solidified to be a fine powder. Thus, a Bi-Sb-Te alloy powder was produced.
급속 응고된 Bi-Sb-Te 합금분말은 사이클론 분리기에 의해 200 ㎛ 미만의 크기로 1차적으로 분류되었고, 체를 통해 30 ㎛ 미만, 30-75 ㎛, 75-150 ㎛, 150-200 ㎛의 크기로 분급하였다.Rapidly solidified Bi-Sb-Te alloy powders were firstly classified by a cyclone separator to a size of less than 200 μm and were classified into a size of less than 30 μm, 30-75 μm, 75-150 μm, and 150-200 μm Respectively.
분급된 30 ㎛ 미만, 30-75 ㎛, 75-150 ㎛, 150-200 ㎛ 크기의 Bi-Sb-Te 합금분말을 각각 직경 20 ㅨ, 두께 6 mm의 원통형 금형에 충진하고 10-3 torr의 진공분위기에서 50 Mpa의 압력을 유지하고, 승온속도 40 ℃/min로 최종온도 400 ℃에 도달하는 10분 동안 가열한다. 400 ℃에 도달하면 50 MPa의 압력을 유지하면서 5분 동안 노 내에서 냉각하여 직경 20 ㅨ, 두께 6 mm의 Bi-Sb-Te 합금소결체를 제조하였다.The classified under 30 ㎛, 30-75 ㎛, 75-150 ㎛ , 150-200 ㎛ size Bi-Sb-
다음에, 상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따라 제조된 열전재료의 특성을 분석한 결과에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. Next, the results of analyzing the characteristics of the thermoelectric material manufactured according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 Bi-Sb-Te 합금분말의 주사전자현미경 사진으로, Bi-Sb-Te 합금분말을 마운팅(mounting)한 후에, 그 표면을 폴리싱(polishing)하고, 부식액으로 에칭(etching)하여 관찰하였다.FIG. 2 is a scanning electron microscope (SEM) image of a Bi-Sb-Te alloy powder prepared according to an embodiment of the present invention. The Bi-Sb-Te alloy powder is polished, Etching with etching solution was observed.
그 결과, 급속 응고 공정을 통해 제조된 Bi-Sb-Te 합금분말은 분말크기에 관계없이 우수한 성형특성을 얻을 수 있는 구형의 형상으로 나타남을 알 수 있다.As a result, it can be seen that the Bi-Sb-Te alloy powder produced through the rapid solidification process has a spherical shape which can obtain excellent molding characteristics regardless of the powder size.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 Bi-Sb-Te 합금 소결체의 X선 회절 패턴을 나타내는 그래프로, 단파장의 방사선 CuKα(40 kv, 30 mA)을 이용하고, X선 회절의 최대 피크(peak)를 비교하여 귀속하는 패턴을 JCPDS 카드의 패턴과 비교하여 판단하였다.FIG. 3 is a graph showing an X-ray diffraction pattern of a Bi-Sb-Te alloy sintered body produced according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a graph showing the X- (peak) were compared with each other, and a pattern attributed to the pattern was compared with the pattern of the JCPDS card.
그 결과, 측정된 회절 피크(peak) 데이터는 표준 데이터인 JCPDS(491713) 회절 패턴과 일치하여 불순물이나 산화물에 의한 이차상의 형성 없이 단일상의 능면정계(rhombohedral crystal) 구조를 확인할 수 있었다.As a result, the measured diffraction peak data coincided with the JCPDS (491713) diffraction pattern, which is standard data, so that a rhombohedral crystal structure of a single phase could be confirmed without forming a secondary phase by impurities or oxides.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 Bi-Sb-Te 합금분말과 Bi-Sb-Te 합금 소결체의 열전특성에 대한 인자를 나타내는 그래프이다.FIG. 4 is a graph showing the thermal conductivity characteristics of the Bi-Sb-Te alloy powder and the Bi-Sb-Te alloy sintered body manufactured according to the embodiment of the present invention.
여기에서, 제벡계수(도 4에서 (a))는 온도가 증가함에 따라 최대값에 도달한 후에 감소하는 경향을 보이는데, Bi-Sb-Te 합금 소결체의 분말크기가 30 ㎛ 미만의 경우 300-400 K의 온도에서 가장 높지만, 400 K 이상의 온도에서는 제벡계수가 급격하게 감소하여 300-500 K의 온도에서 제벡계수가 크게 감소하지 않고 높은 값을 보이는 분말크기는 30-75 ㎛인 것을 알 수 있다.Here, the Seebeck coefficient ((a) in FIG. 4) tends to decrease after reaching the maximum value as the temperature increases. When the powder size of the Bi-Sb-Te alloy sintered body is less than 30 탆, K. However, at a temperature of 400 K or higher, the Seebeck coefficient sharply decreases, indicating that the Seebeck coefficient does not decrease significantly at a temperature of 300-500 K, and that the powder size of 30-75 μm is high.
또한, 전기전도도(도 4에서 (b))는 온도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보이고 Bi-Sb-Te 합금 소결체의 분말크기가 작아짐에 따라 감소함을 알 수 있다. 여기에서, 전기전도도는 온도가 증가하면서 감소하고, 제벡계수와 트레이드 오프의 관계가 성립되어 전기전도도의 증가는 한계가 있지만, 30 ㎛ 미만의 분말크기는 전기전도도가 너무 낮은 경향이 있음을 알 수 있다.In addition, the electrical conductivity (FIG. 4 (b)) shows a tendency to decrease as the temperature increases and decreases as the powder size of the Bi-Sb-Te alloy sintered body decreases. Here, the electric conductivity decreases with increasing temperature, and the relationship between the Seebeck coefficient and the trade-off is established and the increase of the electric conductivity is limited. However, the powder size of less than 30 μm tends to have a low electric conductivity have.
그리고, 열전성능과 비례하는 파워팩터(도 4에서 (c))는 온도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보이는데, Bi-Sb-Te 합금 소결체의 분말크기가 30-75 ㎛, 75-150 ㎛, 150-200 ㎛의 범위에서 높은 파워팩터를 나타내는 것을 알 수 있다.The power factor (c in Fig. 4) proportional to the thermoelectric performance tends to decrease with increasing temperature. The powder size of the Bi-Sb-Te alloy sintered body is 30-75 [mu] m, 75-150 [ And a high power factor in the range of 150-200 mu m.
반면에, Bi-Sb-Te 합금 소결체의 분말크기가 30 ㎛ 미만의 경우 파워팩터가 다른 분말크기에 비해 낮은데 이는 낮은 전기전도도(도 4에서 (b))에 기인하고, 열전 성능지수의 감소를 예측할 수 있다. On the other hand, when the powder size of the Bi-Sb-Te alloy sintered body is less than 30 탆, the power factor is lower than that of other powders because of the low electric conductivity (Fig. 4 (b) Can be predicted.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 Bi-Sb-Te 합금분말과 Bi-Sb-Te 합금 소결체의 열전도도 및 열전 성능지수를 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing the thermal conductivity and the thermoelectric performance index of the Bi-Sb-Te alloy powder and the Bi-Sb-Te alloy sintered body manufactured according to the embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 열전특성을 나타내는 수식(열전 성능지수 ZT = S2σT/k)에 의해 열전도도가 낮을수록 높은 열전 성능지수를 얻을 수 있음을 알 수 있는데, 30 ㎛ 미만의 분말크기에서 열전도도(Electronic thermal conductivity)는 가장 낮지만 온도가 증가할수록 급격하게 증가하는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, it can be seen that the lower the thermal conductivity is, the higher the thermoelectric performance index can be obtained by the formula (thermoelectric performance index ZT = S 2 σT / k) showing the thermoelectric property. The electronic thermal conductivity is the lowest, but it increases sharply as the temperature increases.
반면에, 30-75 ㎛ 분말크기의 경우 열전도도가 낮고 증가하는 폭이 급격하지 않아 도 5에서 (b)를 보면 300-400 K의 온도에서 열전성능이 최대임을 알 수 있으며, 400 K 이상의 온도에서도 열전성능이 크게 감소하지 않음을 알 수 있다.On the other hand, in the case of the powder size of 30-75 탆, the thermal conductivity is low and the increasing width is not abrupt. From FIG. 5 (b), it can be seen that the thermoelectric performance is maximum at the temperature of 300-400 K, It can be seen that the thermoelectric performance is not significantly reduced.
다시 말하면, Bi-Sb-Te 합금 소결체의 분말크기가 30 ㎛ 미만의 경우 300 K의 온도에서 높은 열전 성능지수를 나타내지만, 격자 산란에 의해 열전도도가 증가하고 온도가 350 K 이상으로 증가함에 따라 열전 성능지수가 급격하게 감소하는 경향이 나타나면서, Bi-Sb-Te 합금 소결체의 분말크기가 30-75 ㎛일 때, 상기 기술한 바와 같이 높은 파워팩터와 낮은 열전도도로 인해 1.23의 가장 높은 열전 성능지수를 나타냄을 알 수 있다. In other words, when the powder size of the Bi-Sb-Te alloy sintered body is less than 30 μm, the thermoelectric performance index is high at a temperature of 300 K. However, as the thermal conductivity increases due to the lattice scattering and the temperature increases to 350 K or more The thermoelectric performance index tends to decrease sharply. When the powder size of the Bi-Sb-Te alloy sintered body is 30-75 탆, the highest thermoelectric performance of 1.23 due to the high power factor and low thermal conductivity Quot; index ".
따라서, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 Bi-Sb-Te 합금 소결체는 분말크기의 감소에 따라 결정립의 크기가 작아지고 결정립계가 증가하면서 전위의 이동을 방해하여 기계적 강도를 증가시키고, 결정립의 미세화로 격자 열전도도를 감소시킴으로써 30-75 ㎛의 분말크기에서 높은 열전 성능지수를 나타냄을 확인할 수 있었다.Therefore, the Bi-Sb-Te alloy sintered body manufactured according to the embodiment of the present invention decreases the grain size as the size of the powder decreases, increases the grain boundaries, hinders dislocation movement, increases the mechanical strength, By the reduction of the lattice thermal conductivity, it was confirmed that the thermoelectric performance index was high at the powder size of 30-75 ㎛.
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 (11)
상기 용융된 Bi-Sb-Te 합금 용탕을 가스 아토마이제이션 방법으로 Bi-Sb-Te 합금분말을 제조하는 단계;
상기 Bi-Sb-Te 합금분말을 압축소결 공정을 통해 소결체로 제조하는 단계;
를 포함하는 열전재료용 Bi-Sb-Te 합금 소결체의 제조방법.
Mixing and heating a predetermined amount of Bi, Sb and Te to prepare a melted Bi-Sb-Te alloy melt;
Preparing Bi-Sb-Te alloy powder by melting the molten Bi-Sb-Te alloy melt by a gas atomization method;
Preparing a Bi-Sb-Te alloy powder as a sintered body through a compression sintering process;
Wherein the sintered body is a sintered body of Bi-Sb-Te alloy for thermoelectric material.
상기 Bi-Sb-Te 합금 용탕은, BixSb2-xTe2(0< x < 2)인 p형 조성으로 Bi는 10-20 wt%, Sb는 20-40 wt%, Te는 50-70 wt%인 것에 특징이 있는 열전재료용 Bi-Sb-Te 합금 소결체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The Bi-Sb-Te alloy melt is a p-type composition having Bi x Sb 2-x Te 2 (0 <x <2), 10-20 wt% of Bi, 20-40 wt% of Sb, By weight based on the total weight of the sintered body of the Bi-Sb-Te alloy for thermoelectric materials.
상기 합금용탕은 고주파 유도를 이용하여 제조하는 것에 특징이 있는 열전재료용 Bi-Sb-Te 합금 소결체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the molten alloy is produced using high-frequency induction. 2. A method of manufacturing a sintered body of a Bi-Sb-Te alloy for thermoelectric material according to claim 1,
상기 용융된 합금 용탕을 제조하는 단계는 5ㅧ10-3 torr의 압력과 650-800 ℃의 온도에서 수행하는 열전재료용 Bi-Sb-Te 합금 소결체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of preparing the molten alloy melt is performed at a pressure of 5 10 -3 torr and a temperature of 650-800 deg. C, and a method for producing the sintered body of Bi-Sb-Te alloy for thermoelectric material.
상기 합금분말은, 200 ㎛ 미만의 크기인 것에 특징이 있는 열전재료용 Bi-Sb-Te 합금 소결체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the alloy powder has a size of less than 200 占 퐉.
상기 합금분말은, 30-75 ㎛의 크기인 것에 특징이 있는 열전재료용 Bi-Sb-Te 합금 소결체의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the alloy powder has a size of 30 to 75 占 퐉. A method for producing a sintered body of a Bi-Sb-Te alloy for thermoelectric material,
상기 Bi-Sb-Te 합금 소결체는, 스파크 플라즈마 소결방법을 이용하는 것에 특징이 있는 열전재료용 Bi-Sb-Te 합금 소결체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the Bi-Sb-Te alloy sintered body is characterized by using a spark plasma sintering method.
스파크 플라즈마 소결방법은 상기 Bi-Sb-Te 합금분말 용융온도보다 낮은 온도에서 소결하고 냉각시키는 것을 포함하는 열전재료용 Bi-Sb-Te 합금 소결체의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the spark plasma sintering method comprises sintering and cooling the Bi-Sb-Te alloy powder at a temperature lower than the melting temperature of the Bi-Sb-Te alloy powder.
상기 스파크 플라즈마 소결방법은, 10-1-10-3 torr의 진공상태에서 30-300 Mpa의 압력에서 수행하는 열전재료용 Bi-Sb-Te 합금 소결체의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the spark plasma sintering method is carried out at a pressure of 30-300 MPa in a vacuum of 10 -1 -10 -3 torr, and a method of manufacturing the sintered body of Bi-Sb-Te alloy for thermoelectric material.
상기 스파크 플라즈마 소결방법은, 300-500 ℃에서 10-1800 초로 소결하는 것에 특징이 있는 열전재료용 Bi-Sb-Te 합금 소결체의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the spark plasma sintering method is characterized by sintering at 300-500 占 폚 for 10-1800 seconds.
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|---|---|---|---|---|
| CN110640155A (en) * | 2019-10-15 | 2020-01-03 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | Method for improving sphericity of metal powder prepared by gas atomization method |
| KR20200052648A (en) | 2018-11-07 | 2020-05-15 | 한국전기연구원 | Method for manufacturing of Bi-Sb-Te thermoelectric materials having a maximum efficiency temperature of 200 degrees or more |
| KR20230031565A (en) | 2021-08-27 | 2023-03-07 | 공주대학교 산학협력단 | Plated Bi-Sb-Te alloy-sintered body and its manufacturing method |
| KR20230066790A (en) | 2021-11-08 | 2023-05-16 | 공주대학교 산학협력단 | Multilayer Bi-Sb-Te alloy and its manufacturing method |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200052648A (en) | 2018-11-07 | 2020-05-15 | 한국전기연구원 | Method for manufacturing of Bi-Sb-Te thermoelectric materials having a maximum efficiency temperature of 200 degrees or more |
| CN110640155A (en) * | 2019-10-15 | 2020-01-03 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | Method for improving sphericity of metal powder prepared by gas atomization method |
| KR20230031565A (en) | 2021-08-27 | 2023-03-07 | 공주대학교 산학협력단 | Plated Bi-Sb-Te alloy-sintered body and its manufacturing method |
| KR20230066790A (en) | 2021-11-08 | 2023-05-16 | 공주대학교 산학협력단 | Multilayer Bi-Sb-Te alloy and its manufacturing method |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment |