KCI등재
SiO2 첨가 Fe-Si계 합금의 열전물성 = Thermoelectric Property of SiO2-added Fe-Si Alloy
저자
배철훈 (인천대학교)
발행기관
학술지명
차세대융합기술학회논문지(Journal of Next-generation Convergence Technology Association)
권호사항
발행연도
2022
작성언어
Korean
주제어
등재정보
KCI등재
자료형태
학술저널
수록면
2280-2287(8쪽)
제공처
The effect of SiO2 addition on the thermoelectric property of Fe-Si alloy was in v es tig ated. The starting Fe-Si alloy pow ders were ob tain ed from in g ots in the compos ition Fe0.95Mn0.05Si2 an d Fe0.97Co0.03Si2 added 0~ 2w t% SiO2, which were prepared in a RF in du ctiv e fu rn ace from Fe, Si, Mn, an d SiO2 pow ders . The various starting pow ders were pressed in to a compact, an d s in tered at 1200℃ for 10h, heat treated at 830℃ for 100h under Ar+ 7 % H 2 atmos phere to tran s form to the s emicon du ctin g β-FeSi2 phas e. The Seeb eck coefficien t an d electrical con du ctiv ity were meas u red for the same s pecimen at 150~700℃ under Ar atmos phere. The Seeb eck coefficien t in creas ed with in creas in g temperatu re, that of Mn-doped FeSi2 ex hib ited the max imu m value at ab ou t 650K an d decreas ed with in creas in g temperatu re. The Seeb eck coefficien t of Co-doped FeSi2 ex hib ited the max imu m value at ab ou t 750K an d decreas ed slightly an d/ or little chan g ed with in creas in g temperatu re. The Seeb eck coefficien t for all s pecimen s in creas ed with in creas in g the amou n t of SiO2 additiv e ex hib ited in s u latin g behavior. On the other han d, electrical con du ctiv ity decreas ed with in creas in g the amou n t of SiO2 additiv e.
Amou n t of ε-FeSi ex hib ited metallic con du ction an d micros tru ctu re( den s ity, poros ityb etc. ) were con s iderab ly effectiv e to electrical con du ctiv ity. The max imu m value of pow er factor was the order of 10-5 . 1 4 at ab ov e 800K for p-type FeSi2 added 0.5 wt% SiO2, 10-5 . 0 5 at ab ov e 750K for n-type FeSi2 added 2w t% SiO2.
SiO2 첨가가 Fe-Si계 합금의 열전물성에 미치는 영향에 대해 연구하였다. Fe, Si, Mn(p형 불순물) , Co(n형 불순물) 및 SiO2의 혼합 분말을 고주파 유 도 가열로 를 이용해서 0~2wt% SiO2 첨가 Fe0.97Mn0.05Si2 및Fe0.97Co0.03Si2 in g ot을 제조하였다. Ingot을 분쇄해서 체가름한 분말을 성형하고, Ar+ 7 % H 2 분위기 1200℃에서 10 시간 소결시킨 후 반도성인 β-FeSi2상으로의 상전이를 위해 830℃에서 100시간 열처 리 공정을 행하였다. Ar 분위기 150~700℃에서 동일 시편에 대해 Seeb eck 계수 와 도전율을 측정하였다. 온도 상승과 함께 Seeb eck 계수 가상승하였고, Mn 고용 p형 FeSi2는 650K 부근에서 최고값을 갖고 감소하였으며, Co 고용 n형 FeSi2는 750K 부근을 경계로 점차 감소 또는 유지하는 경향을 나타내었다. 절연성 SiO2의 영향으로 SiO2 첨가량 이 증가함에 따라Seeb eck 계수 가 상승하였다. 반면에 도전율은 SiO2 첨가량 이 증가함에 따라 감소하였으며, 금속 전도 성인 ε-FeSi 상의 잔존량과 함께 밀도 및 기공률 등의 미세구조의 영향도 상당히 크게 기여하였다. Pow er factor는 p형 FeSi2 에서는 SiO2를 0.5wt% 첨가한 시편이 800K 이상에서 10-5 . 1 4 대, n형 FeSi2에서는 2w t% 첨가한 시편이 750K 이상에서 10-5.05대로 가장 큰 값을 나타내었다.
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