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방전 플라즈마 소결법을 이용한 CoSb<sub>3</sub>계 열전재료의 전극 접합 및 특성
김경훈,박주석,안종필,Kim, K.H.,Park, J.S.,Ahn, J.P. 한국결정성장학회 2010 韓國結晶成長學會誌 Vol.20 No.1
중고온용 열전 소재로 우수한 특성을 나타내는 $CoSb_3$계 소재의 열전 소자 제조를 위해 방전플라즈마 소결법을 이용하여 소결 및 Cu-Mo 전극 소재와의 접합을 동시에 실시하였다. $CoSb_3$ 내부로의 Cu 확산을 방지하기 위해 Ti을 중간층으로 삽입하였으며 열팽창계수의 조절을 위해 Cu : Mo = 3 : 7 부피비 조성을 선택하였다. 삽입된 Ti과 $CoSb_3$는 $TiSb_2$ 이 차상을 형성하면서 접합이 진행되었지만 접합 온도 및 접합 시간의 증가에 따라 TiSb 및 TiCoSb 등의 상의 형성에 의해 접합 계면에서 균열이 발생되어 접합 특성을 악화시키는 것으로 밝혀졌다. $CoSb_3$-based skutterudite compounds are promising candidates as thermoelectric (TE) materials used in intermediate temperature region. In this study, sintering of $CoSb_3$ powder and joining of $CoSb_3$ to copper-molybdenum electrode have been simultaneously performed by spark plasma sintering technique. The Ti foil was used for preventing the diffusion of copper into $CoSb_3$ and the Cu : Mo = 3 : 7 Vol. ratio composition was selected by the consideration of thermal expansion coefficients. The insertion of Ti interlayer between Cu-Mo and $CoSb_3$ was effective to join $CoSb_3$ to Cu-Mo by forming an intermediate layer of $TiSb_2$ at the Ti-$CoSb_3$ boundary. However, the formation of TiSb and TiCoSb intermediate layers deteriorated the joining properties by the generation of cracks in the interface of intermediate layer/$CoSb_3$ and intermediate/intermediate layers.
Sol-Gel 법을 이용한 칼슘-알루미네이트계 전자화물 박막의 제조와 특성
김경훈,박주석,채재홍,서원선,소성민,김태관,김형순,이병하,Kim, K.H.,Park, J.S.,Chae, J.H.,Seo, W.S.,So, S.M.,Kim, T.K.,Kim, H.S.,Lee, B.H. 한국결정성장학회 2010 한국결정성장학회지 Vol.20 No.6
Sol-gel법을 적용하여 $12CaO{\cdot}7Al_2O_3$(C12A7) 전자화물 박막을 제조하기 위해 CaO-$Al_2O_3$ sol을 제조하여 dip 코팅법을 적용하여 quartz 기판에 박막을 형성하였으며 열처리를 통해 C12A7의 박막을 제조하였다. C12A7 상의 형성 $800^{\circ}C$에서 시작되었고 $1,200^{\circ}C$ 온도에서 1시간 열처리를 통해 치밀화된 박막을 제조할 수 있었다. 제조된 C12A7 박막은 부도체였지만 수소 환원 분위기 열처리를 통해 전기전도도를 나타내기 시작했으며 $1,200^{\circ}C$ 48시간 열처리 시 120 S/cm의 전기전도도를 나타내었다. The Calcium-aluminate electride thin films on the quartz substrates was coated by sol-gel process. The crystallization of the C12A7 thin film was observed at $800^{\circ}C$ and high density C12A7 thin film was achieved on heat treatment at $1,200^{\circ}C$ for 1 hour. The reduction heat treatment of C12A7 thin film could be converted from insulator to conductor and the electrical conductivity was 120 S/cm in the C12A7 thin film heat treated at $1,200^{\circ}C$ with $H_2$ gas for 48 hours.