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MA법으로 제조된 CrSi2 열전화합물의 평가 및 치밀화
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  • MA법으로 제조된 CrSi2 열전화합물의 평가 및 치밀화
저자명
이충효,김영,Lee. Chung-Hyo,Kim. Young
간행물명
한국결정성장학회지
권/호정보
2013년|23권 3호|pp.135-141 (7 pages)
발행정보
한국결정성장학회
파일정보
정기간행물|
PDF텍스트
주제분야
기타
이 논문은 한국과학기술정보연구원과 논문 연계를 통해 무료로 제공되는 원문입니다.
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기타언어초록

본 연구에서는 $CrSi_2$ 열전화합물을 제조하기 위하여 순금속 $Cr_{33}Si_{67}$ 혼합분말을 기계적 합금화 처리하였다. 초미세 $CrSi_2$계 열전화합물을 얻기 위하여 최적 볼밀조건 및 열처리 조건을 X선 회절분석과 시차주사 열량분석을 이용하여 조사하였다. 순금속 $Cr_{33}Si_{67}$ 혼합분말을 70시간까지 볼밀 처리 후 $650^{circ}C$까지 열처리함으로써 평균 결정립 크기가 70 nm 인 초미세 $CrSi_2$ 열전화합물을 얻을 수 있었다. MA 분말시료의 벌크화를 위하여 소결온도 $600{sim}1000^{circ}C$, 압력 60 MPa에서 SPS 소결을 실시하였다. SPS 과정에서 MA 분말의 수축은 소결 개시 후 $600^{circ}C$ 전후에서 크나 전반적으로 급격하게 발생하지 않으며 $1000^{circ}C$까지 비교적 단조롭게 수축함을 알 수 있었다. 여기서 수축이 $600^{circ}C$ 부근에서 큰 이유는 열분석 결과에서도 보여주듯이 $CrSi_2$ 화합물의 생성과 관련이 있는 것으로 판단된다. SPS 성형체의 전기전도도 및 제벡계수는 $900^{circ}C$까지 측정을 실시하였으며, 그 결과로부터 제벡계수는 $400^{circ}C$에서 $125{mu}V/K$ 및 파워팩터는 $350^{circ}C$에서 $4.3{ imes}10^{-4}W/mK^2$의 최대값을 각각 나타내었다.

기타언어초록

Mechanical alloying was carried out to produce $CrSi_2$ thermoelectric compound using a mixture of elemental $Cr_{33}Si_{67}$ powders. An optimal milling and heat treatment conditions to obtain the single phase of $CrSi_2$ compound with fine microstructure were investigated by X-ray diffraction and differential scanning calorimetry measurement. $CrSi_2$ intermetallic compound with a grain size of 70 nm could be obtained by MA of $Cr_{33}Si_{67}$ powders for 70 hours and subsequently annealed at $650^{circ}C$. Consolidation of the MA powders was performed in a spark plasma sintering (SPS) machine using graphite dies at $600{sim}1000^{circ}C$ under 60 MPa. The shrinkage of MA samples during SPS consolidation process increased gradually with increasing temperature up to $1000^{circ}C$ and relatively significant at about $600^{circ}C$. We tend to believe that these behaviors are deeply related to form a $CrSi_2$ compound during heating process, as can be realized from the DSC measurement. Electrical conductivity and Seebeck coefficient of sintered bodies were measured up to $900^{circ}C$. Seebeck coefficient and power factor of $Cr_{33}Si_{67}$ compact prepared by MA and SPS at $1000^{circ}C$ showed the maximum value of $125{mu}V/K$ at $400^{circ}C$ and $4.3{ imes}10^{-4}W/mK^2$ at $350^{circ}C$, respectively.