KR20130096986A - Sintering technology of oxide thermoelectric materials - Google Patents

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KR20130096986A KR1020120018643A KR20120018643A KR20130096986A KR 20130096986 A KR20130096986 A KR 20130096986A KR 1020120018643 A KR1020120018643 A KR 1020120018643A KR 20120018643 A KR20120018643 A KR 20120018643A KR 20130096986 A KR20130096986 A KR 20130096986A
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Abstract

PURPOSE: A sintering technology of oxide thermoelectric materials is provided to improve purity by heating a precursor solution containing metallic salts and a fuel at a high temperature. CONSTITUTION: A reaction solution including a metallic salt, a fuel and a solvent is prepared. The metallic salt includes a salt of Ca, a salt of Cu, and a salt of Co. The reaction solution is heated. A heating temperature is 100 to 500 °C. An oxide powder is synthesized.

Description

산화물 열전재료의 소결기술{SINTERING TECHNOLOGY OF OXIDE THERMOELECTRIC MATERIALS}Sintering technology of oxide thermoelectric material {SINTERING TECHNOLOGY OF OXIDE THERMOELECTRIC MATERIALS}

본원은 Ca3 - xCuxCo4O9-계 산화물 열전재료 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present application relates to a Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 -based oxide thermoelectric material and a method of manufacturing the same.

열전재료란 재료 양단 간에 온도차를 주었을 때 전기에너지가 생기고 반대로 재료에 전기에너지를 주었을 때 재료 양단 간에 온도차가 생기는 에너지 변환 재료이다. 열전현상인 지백효과(Seebeck effect), 펠티에효과(Peltier effect), 톰슨효과(Thomson effect) 등이 발견 후, 1930년대 후반부터 반도체의 발전과 더불어 열전 성능지수가 높은 열전재료로 개발되어 최근에는 열전 발전을 이용한 산간 벽지용, 우주용, 군사용 등의 특수 전원장치로의 사용과 열전 냉각을 이용한 반도체 레이저 다이오드, 적외선 검출소자 등에서의 정밀한 온도제어나 컴퓨터 관련 소형 냉각기와, 광통신레이저 냉각장치, 냉온수기의 냉각장치, 반도체 온도조절장치, 열교환기 등에 사용되고 있다.A thermoelectric material is an energy conversion material that generates electrical energy when a temperature difference is provided between opposite ends of a material, and generates a temperature difference between opposite ends of the material when electrical energy is applied to the material. After the discovery of thermoelectric phenomena such as Seebeck effect, Peltier effect, and Thomson effect, the development of semiconductors and the development of thermoelectric performance index with high thermoelectric index have been developed since late 1930s. It is used as a special power supply device for mountain wallpaper, space, military, etc. by using power generation, and precise temperature control in semiconductor laser diode and infrared detection device using thermoelectric cooling, computer related small cooler, optical communication laser chiller, Used in chillers, semiconductor thermostats, heat exchangers, etc.

열전소재는 예를 들어, BiTe계 열전재료의 제조방법[대한민국 등록특허 10-0727391], Sb2Te3, PbTe-Ag2Te 등과 같은 Bi-Sb-Te계의 열전소재들이 개발되어 왔다. 그러나, 이들의 열전소재들은 상용화 수준의 성능지수(ZT: 약 1)를 가지나 녹는점이 500℃ 이하인 낮은 내열성을 가지므로 고온의 폐열에는 이용할 수 없으며, Bi, Te 및 Sb 등은 매장량이 적어 고가이므로 대량생산이 어려운 문제점이 있다.As the thermoelectric material, for example, Bi-Sb-Te-based thermoelectric materials such as a method for manufacturing a BiTe-based thermoelectric material (S. Patent No. 10-0727391), Sb 2 Te 3 , PbTe-Ag 2 Te, and the like have been developed. However, these thermoelectric materials have a performance index (ZT: about 1) of commercialization level, but have low heat resistance with a melting point of 500 ° C. or lower, and thus cannot be used for high temperature waste heat, and Bi, Te, and Sb are expensive due to their small reserves. There is a problem that mass production is difficult.

본원은 발전용 고성능 Ca3 - xCuxCo4O9-계 열전재료 및 용액연소법을 이용한 상기 Ca3 - xCuxCo4O9-계 열전재료의 제조 방법을 제공한다.The present application is a high-performance power generation Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 - provides a method for producing thermoelectric material - x Cu x Co 4 O 9 - type thermoelectric material and liquid combustion method using the Ca 3.

그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the problem to be solved by the present application is not limited to the above-mentioned problem, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본원의 제 1 측면은 Ca3 - xCuxCo4O9 (여기에서, 0 ≤ x < 3 임)로 표시되는 식에 포함된 금속들의 몰비를 가지도록 Ca의 염, Cu의 염 및 Co의 염을 포함하는 금속염, 연료 및 용매를 포함하는 반응 용액을 준비하는 단계; 및, 상기 반응 용액을 가열하여 자기폭발시킴으로써 상기 식의 조성을 가지는 Ca3 - xCuxCo4O9-계 산화물 분말을 합성하는 단계를 포함하는, Ca3 - xCuxCo4O9-계 열전재료의 제조방법을 제공할 수 있다.A first aspect of the present application is directed to salts of Ca, salts of Cu and Co to have a molar ratio of the metals involved in the formula represented by Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 , wherein 0 ≦ x <3. Preparing a reaction solution comprising a metal salt, a fuel, and a solvent comprising a salt; A step of synthesizing oxide powder, Ca 3 - - x Cu x Co 4 O 9 - and the reaction solution was heated by self blast Ca 3 having a composition of the formula x Cu x Co 4 O 9 - based It is possible to provide a method for producing a thermoelectric material.

본원의 제 2 측면은, 본원의 제 1 측면의 제조 방법에 의해 제조된 Ca3-xCuxCo4O9 (여기에서, 0 ≤ x < 3 임) 로 표시되는 조성을 가지는, Ca3 - xCuxCo4O9-계 열전재료를 제공할 수 있다.
With a second aspect of the present application it is manufactured by the manufacturing method of the first aspect of the present Ca 3-x Cu x Co 4 O 9 ( where, 0 ≤ x <3 Im) a composition represented by, Ca 3 - x A Cu x Co 4 O 9 -based thermoelectric material can be provided.

본원에 의하여, 용액연소법을 이용하여 금속 염들과 연료를 함유하는 전구체 용액을 고온에서 가열하여 순간적으로 자기폭발시킴으로써 단시간 내에 고온에서 우수한 열전특성을 가지며 순도가 높고 크기와 형태가 균일한 Ca3 - xCuxCo4O9-계 열전재료 분말을 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 본원에 의하여, 상기 Ca3 - xCuxCo4O9-계 열전 재료 제조용 고품질 나노분말을 수득할 수 있다. 또한, Ca3 - xCuxCo4O9-계 열전재료 분말은 높은 내열온도를 가지며 저가의 소재이므로 상업용으로 사용하기 적합하다.
By the present application, by heating a precursor solution containing the metal salts and the fuel using a solution combustion process at high temperature it has excellent thermoelectric properties at a high temperature in a moment in a short time by self blast high purity by the size and shape uniformly Ca 3 - x The Cu x Co 4 O 9 -based thermoelectric material powder can be easily produced. In addition, according to the present application, it is possible to obtain a high quality nanopowder for preparing the Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 -based thermoelectric material. In addition, Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 - based thermoelectric material powder is suitable for use for commercial purposes because of low-cost material having a high heat-resistant temperature.

도 1은 본원의 일 실시예에 있어서, 용액연소법으로 합성한 Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 분말의 주사전자현미경 사진을 나타낸 것이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 있어서, Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 분말의 투과전자현미경으로 분석한 사진(a)과 SAED(selected area electron diffraction) 패턴(b)을 나타낸 것이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 있어서, Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 합성 분말의 X-선 회절 패턴을 나타낸 것이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 있어서, 소결온도의 변화에 따른 Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 시편의 X-ray 회절 패턴을 나타낸 것이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 있어서, 소결온도별 Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 시편의 주사전자현미경 사진을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 있어서, 소결온도별 Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 시편의 전기전도도를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 있어서, 소결온도에 따른 Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 시편의 열전능을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 있어서, 소결온도별 Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 시편의 출력인자를 나타낸 그래프이다.
Figure 1 according to one embodiment of the invention, a Ca 2 .76 Cu 0 .24 Co synthesized by the solution combustion process 4 O 9 The scanning electron micrograph of the powder is shown.
Figure 2 according to one embodiment of the present application, Ca 2 Cu .76 0 .24 Co 4 O 9 The photograph (a) and SAED (selected area electron diffraction) pattern (b) analyzed by the transmission electron microscope of the powder are shown.
Figure 3 according to one embodiment of the present application, Ca 2 .76 Cu 0 .24 Co 4 O 9 X-ray diffraction pattern of the synthetic powder is shown.
Figure 4 according to one embodiment of the present application, Ca 2 Cu .76 0 .24 Co due to changes in the sintering temperature 4 O 9 X-ray diffraction pattern of the specimen is shown.
5 is according to one embodiment of the invention, a temperature-specific Ca 2 Cu 0 .76 Co 4 O 9 sintered .24 A graph showing the scanning electron micrograph of the specimen.
Figure 6 according to one embodiment of the present application, Ca 2 .76 Cu 0 .24 Co 4 O 9 sintered temperature by A graph showing the electrical conductivity of the specimen.
Figure 7 according to one embodiment of the present application, Ca 2 .76 Cu 0 .24 Co 4 O 9 according to the sintering temperature It is a graph showing the thermal power of the specimen.
Figure 8 according to one embodiment of the present application, Ca 2 .76 Cu 0 .24 Co 4 O 9 sintered temperature by This graph shows the output parameters of the specimen.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments and examples of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains.

그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments and examples described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it is not limited to a case where it is "directly connected" but also includes the case where it is "electrically connected" do.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is located "on" another member, this includes not only when one member is in contact with another member but also when another member exists between the two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when an element is referred to as "including " an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 본원 명세서 전체에서, "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.As used herein, the terms "about," " substantially, "and the like are used herein to refer to or approximate the numerical value of manufacturing and material tolerances inherent in the stated sense, Accurate or absolute numbers are used to prevent unauthorized exploitation by unauthorized intruders of the mentioned disclosure. Also, throughout the present specification, the phrase " step "or" step "does not mean" step for.

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
Throughout this specification, the term "combination of these" included in the expression of the makushi form means one or more mixtures or combinations selected from the group consisting of constituents described in the expression of the makushi form, wherein the constituents It means to include one or more selected from the group consisting of.

이하, 본원의 Ca3 - xCuxCo4O9-계 열전재료, 및 그의 제조 방법에 대하여 구현예 및 실시예와 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 -based thermoelectric material of the present application, and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to embodiments, examples, and drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments and examples and drawings.

본원의 제 1 측면에 따른 Ca3 - xCuxCo4O9-계 열전재료의 제조 방법은, Ca3-xCuxCo4O9 (여기에서, 0 ≤ x < 3 임)로 표시되는 식에 포함된 금속들의 몰비를 가지도록 Ca의 염, Cu의 염 및 Co의 염을 포함하는 금속염, 연료 및 용매를 포함하는 반응 용액을 준비하는 단계; 및, 상기 반응 용액을 가열하여 자기폭발시킴으로써 상기 식의 조성을 가지는 Ca3 - xCuxCo4O9-계 산화물 분말을 합성하는 단계를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.A method for producing a Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 -based thermoelectric material according to the first aspect of the present application is represented by Ca 3-x Cu x Co 4 O 9 (where 0 ≦ x <3). Preparing a reaction solution comprising a metal salt, a fuel, and a solvent including a salt of Ca, a salt of Cu, and a salt of Co to have a molar ratio of metals included in the formula; And synthesizing a Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 -based oxide powder having a composition of the above formula by heating and self-exploding the reaction solution, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 자기폭발을 위한 가열 온도는 약 100℃ 내지 약 500℃ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 자기폭발을 위한 가열 온도는 예를 들어, 약 100℃ 내지 약 500℃, 약 150℃ 내지 약 500℃, 약 200℃ 내지 약 500℃, 약 250℃ 내지 약 500℃, 약 300℃ 내지 약 500℃, 약 100℃ 내지 약 450℃, 약 100℃ 내지 약 400℃, 또는 약 100℃ 내지 약 350℃일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. According to one embodiment of the present application, the heating temperature for the self-explosion may be about 100 ℃ to about 500 ℃, but is not limited thereto. The heating temperature for the self-explosion is, for example, about 100 ℃ to about 500 ℃, about 150 ℃ to about 500 ℃, about 200 ℃ to about 500 ℃, about 250 ℃ to about 500 ℃, about 300 ℃ to about 500 ℃, about 100 ℃ to about 450 ℃, about 100 ℃ to about 400 ℃, or about 100 ℃ to about 350 ℃, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 합성된 Ca3 - xCuxCo4O9-계 열전재료는 나노분말의 형태를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 합성된 Ca3 - xCuxCo4O9-계 열전재료는 약 15 ㎚ 내지 약 40 ㎚ 의 크기의 나노입자의 형태를 가지는 나노분말일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the synthesized Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 -based thermoelectric material may be in the form of a nano powder, but is not limited thereto. The synthesized Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 -based thermoelectric material may be a nanopowder having a form of nanoparticles having a size of about 15 nm to about 40 nm, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 각 금속의 염은 상기 각 금속의 질산염, 황산염, 할라이드, 탄산염 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 각 금속의 염은 예를 들어, 각 금속의 질산염일 수 있으며, 예를 들어, Ca(NO3)2·xH2O, Co(NO3)2·6H2O 및 Cu(NO3)3·H2O일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. According to the exemplary embodiment of the present disclosure, the salt of each metal may include, but is not limited to, nitrate, sulfate, halide, carbonate, or a combination thereof. The salt of each metal may be, for example, a nitrate of each metal, for example Ca (NO 3 ) 2 .xH 2 O, Co (NO 3 ) 2 .6H 2 O and Cu (NO 3 ) 3. H 2 O, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 각 금속의 염은 산화제로서 작용하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the salt of each metal may be to act as an oxidizing agent, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 금속의 염들 대 상기 연료의 혼합 몰비율은 약 0.5 : 약 1 내지 약 1 : 약 0.5 일 수 있으며, 예를 들어 약 1 : 약 1일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present disclosure, the mixing molar ratio of the salts of the metal to the fuel may be about 0.5: about 1 to about 1: about 0.5, for example, about 1: about 1, but is not limited thereto. It is not.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 연료는 아스파르트산(aspartic acid), 글루탐산(Glutamic acid), 카르보하이드라자이드(carbohydrazide), 구연산(citric acid), 알라닌(Alanine), 글리신(Glycine), 요소(urea) 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 유기 화합물을 포함하는 것일 수 있으며, 예를 들어, 상기 연료는 아스파르트산일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the fuel is aspartic acid, glutamic acid, carbohydrazide, citric acid, alanine, glycine, glycine, urea It may include an organic compound selected from the group consisting of (urea) and combinations thereof, for example, the fuel may be aspartic acid, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 형성된 Ca3 - xCuxCo4O9-계 산화물 분말을 약 500℃ 내지 약 1,500℃에서 하소하는 것을 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 하소 온도는 예를 들어, 약 600℃ 내지 약 1,500℃, 약 700℃ 내지 약 1,500℃, 약 800℃ 내지 약 1,500℃, 약 900℃ 내지 약 1,500℃, 약 500℃ 내지 약 1,400℃, 약 500℃ 내지 약 1,300℃, 약 500℃ 내지 약 1,200℃, 약 500℃ 내지 약 1,100℃, 약 500℃ 내지 약 1,000℃일 수 있으며, 바람직하게는 약 900℃일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 형성된 Ca3 - xCuxCo4O9-계 산화물 분말을 약 800℃에서 약 12 시간 동안 하소할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the invention, the formed Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 - the oxide powder can include but additional to calcination at about 500 to about 1,500 ℃ ℃, but is not limited thereto. The calcination temperature is, for example, about 600 ℃ to about 1,500 ℃, about 700 ℃ to about 1,500 ℃, about 800 ℃ to about 1,500 ℃, about 900 ℃ to about 1,500 ℃, about 500 ℃ to about 1,400 ℃, about 500 ℃ to about 1,300 ℃, about 500 ℃ to about 1,200 ℃, about 500 ℃ to about 1,100 ℃, about 500 ℃ to about 1,000 ℃, preferably about 900 ℃, but is not limited thereto. For example, the formed Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 -based oxide powder may be calcined at about 800 ° C. for about 12 hours, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 하소 후에 냉각된 Ca3 - xCuxCo4O9-계 산화물 분말을 약 80 MPa 내지 약 200 MPa 범위에서 상온 가압 하에서 성형하여 수득된 시편을 약 800℃ 내지 약 1,500℃에서 소결하는 것을 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 가압 압력은 예를 들어, 약 80 MPa 내지 약 200 MPa, 약 80 MPa 내지 약 180 MPa, 약 80 MPa 내지 약 160 MPa, 약 80 MPa 내지 약 140 MPa, 약 80 MPa 내지 약 120 MPa, 약 80 MPa 내지 약 100 MPa, 약 100 MPa 내지 약 200 MPa, 약 100 MPa 내지 약 180 MPa, 약 100 MPa 내지 약 160 MPa, 약 100 MPa 내지 약 140 MPa, 약 100 MPa 내지 약 120 MPa, 약 120 MPa 내지 약 200 MPa 또는 약 120 MPa 내지 약 140 MPa일 수 있으며, 바람직하게는 약 150 MPa일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 소결 온도는, 예를 들어, 약 800℃ 내지 약 1,500℃, 약 800℃ 내지 약 1,400℃, 약 800℃ 내지 약 1,300℃, 약 900℃ 내지 약 1,500℃, 약 900℃ 내지 약 1,400℃, 약 900℃ 내지 약 1,300℃, 약 1,000℃ 내지 약 1,500℃, 약 1,000℃ 내지 약 1,400℃, 약 1,000℃ 내지 약 1,300℃, 약 1,100℃ 내지 약 1,500℃, 약 1,100℃ 내지 약 1,400℃, 또는 약 1,100℃ 내지 약 1,300℃일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
According to one embodiment of the present application, after the calcination, the cooled Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 -based oxide powder is formed by molding under normal pressure in the range of about 80 MPa to about 200 MPa from about 800 ℃ to about Sintering at about 1,500 ℃ may further include, but is not limited thereto. The pressurized pressure is, for example, about 80 MPa to about 200 MPa, about 80 MPa to about 180 MPa, about 80 MPa to about 160 MPa, about 80 MPa to about 140 MPa, about 80 MPa to about 120 MPa, about 80 MPa to about 100 MPa, about 100 MPa to about 200 MPa, about 100 MPa to about 180 MPa, about 100 MPa to about 160 MPa, about 100 MPa to about 140 MPa, about 100 MPa to about 120 MPa, about 120 MPa to It may be about 200 MPa or about 120 MPa to about 140 MPa, preferably about 150 MPa, but is not limited thereto. The sintering temperature is, for example, about 800 ℃ to about 1,500 ℃, about 800 ℃ to about 1,400 ℃, about 800 ℃ to about 1,300 ℃, about 900 ℃ to about 1,500 ℃, about 900 ℃ to about 1,400 ℃, about 900 ° C to about 1,300 ° C, about 1,000 ° C to about 1,500 ° C, about 1,000 ° C to about 1,400 ° C, about 1,000 ° C to about 1,300 ° C, about 1,100 ° C to about 1,500 ° C, about 1,100 ° C to about 1,400 ° C, or about 1,100 ° C ℃ to about 1,300 ℃ may be, but is not limited thereto.

본원의 제 2 측면에 따른 Ca3 - xCuxCo4O9-계 열전재료는, 본원의 제 1 측면에 따른 제조 방법에 의해 제조되며 Ca3 - xCuxCo4O9 (여기에서, 0 ≤ x < 3 임)로 표시되는 조성을 가지는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 Ca3-xCuxCo4O9-계 열전재료는 예를 들어, Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 열전재료일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 -based thermoelectric material according to the second aspect of the present application is prepared by the manufacturing method according to the first aspect of the present application, and Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 (here, 0 ≦ x <3), but is not limited thereto. The Ca 3-x Cu x Co 4 O 9 - type thermoelectric material is, for example, Ca 2 Cu .76 0 .24 Co 4 O 9 may be a thermal conductive material, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 Ca3 - xCuxCo4O9-계 열전재료는 약 10 ㎚ 내지 약 40 ㎚ 의 크기의 결정립의 형태를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 Ca3-xCuxCo4O9-계 열전재료의 크기는 약 10 ㎚ 내지 약 40 ㎚, 약 15 ㎚ 내지 약 40 ㎚, 약 20 ㎚ 내지 약 40 ㎚, 약 10 ㎚ 내지 약 30 ㎚, 약 10 ㎚ 내지 약 20 ㎚, 약 15 ㎚ 내지 약 50 ㎚, 약 15 ㎚ 내지 약 40 ㎚, 또는 약 15 ㎚ 내지 약 30 ㎚일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 -based thermoelectric material may have a form of crystal grains having a size of about 10 nm to about 40 nm, but is not limited thereto. The Ca 3-x Cu x Co 4 O 9 -based thermoelectric material may have a size of about 10 nm to about 40 nm, about 15 nm to about 40 nm, about 20 nm to about 40 nm, about 10 nm to about 30 nm, About 10 nm to about 20 nm, about 15 nm to about 50 nm, about 15 nm to about 40 nm, or about 15 nm to about 30 nm, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 Ca3 - xCuxCo4O9-계 열전재료는 기공을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 -based thermoelectric material may include pores, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 Ca3 - xCuxCo4O9-계 열전재료는 약 20 Ω1cm-1 내지 약 60 Ω1cm-1의 전기전도도를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 Ca3 - xCuxCo4O9-계 열전재료는 약 500℃ 내지 약 800℃에서 약 20 Ω1cm-1 내지 약 60 Ω1cm-1의 전기전도도를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
According to the exemplary embodiment of the present application, the Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 -based thermoelectric material may have an electrical conductivity of about 20 Ω 1 cm -1 to about 60 Ω 1 cm -1 , but is not limited thereto. It doesn't happen. For example, the Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 -based thermoelectric material may have an electrical conductivity of about 20 Ω 1 cm -1 to about 60 Ω 1 cm -1 at about 500 ° C. to about 800 ° C. However, it is not limited thereto.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본원의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention.

[실시예]
[Example]

CaCa 22 .76.76 CuCu 00 .24.24 CoCo 44 OO 99 분말의 합성Synthesis of powder

본 실시예에서는 Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 열전재료 분말을 합성하기 위해 용액연소법을 이용하였다. Ca(NO3)2·xH2O, Co(NO3)2·6H2O, Cu(NO3)2·6H2O(순도 99.9%, High Purity Chemicals Co., Japan) 등 금속 질산염 분말을 산화제로 사용하였으며, 아스파르트산(C4H7NO4, 99.0%) 분말(삼전화학(주))을 연료(환원제)로 사용하였다. 조성에 맞게 칭량한 상기 금속 질산염과 연료를 각각 증류수에 넣어 수용액을 만들고, 두 수용액을 혼합한 수용액을 핫플레이트(hot plate) 위에 놓고 250℃ ∼ 300℃의 온도에서 2 시간 ∼ 3 시간 동안 가열하여 수분의 증발로 인해 점성이 큰 전구체를 만들었다. 그 후 전구체를 계속 가열하였으며, 전구체의 순간적인 자기폭발로 인해 고온(1000℃∼2000℃)이 되어 분말을 합성하였다. 이때, 연료(환원제)와 금속질산염(산화제)의 반응 메카니즘은 다음과 같다. In this Example a solution combustion process to synthesize Co 4 O 9 thermoelectric material powder Cu 0 .24 Ca 2 .76. Metal nitrate powders such as Ca (NO 3 ) 2 · x H 2 O, Co (NO 3 ) 2 · 6H 2 O, Cu (NO 3 ) 2 · 6H 2 O (purity 99.9%, High Purity Chemicals Co., Japan) Was used as an oxidant, and aspartic acid (C 4 H 7 NO 4 , 99.0%) powder (Samjeon Chemical Co., Ltd.) was used as a fuel (reducing agent). The metal nitrate and fuel weighed according to the composition were put in distilled water to make an aqueous solution, and the aqueous solution mixed with the two aqueous solutions was placed on a hot plate and heated at a temperature of 250 ° C. to 300 ° C. for 2 to 3 hours. The evaporation of moisture produced a highly viscous precursor. After that, the precursor was continuously heated, and the powder was synthesized at a high temperature (1000 ° C. to 2000 ° C.) due to the instantaneous self-explosion of the precursor. At this time, the reaction mechanism of the fuel (reducing agent) and the metal nitrate (oxidizing agent) is as follows.

Figure pat00001
Figure pat00001

그 후 합성한 분말을 800℃에서 12 시간 동안 하소하고, 하소된 분말을 지르코니아 용기에 에틸알코올(ethyl alcohol)과 지르코니아 볼을 함께 넣고 3 시간 30분 동안 플라나터리 밀(planetary mill, FRITSCH pulverisette 6)로 분쇄한 후 이를 60℃의 건조기에서 24 시간 동안 건조하였다. 건조된 분말을 120 ㎛에서 체거름하여 조립화하고, 이 조립화된 분말을 150 MPa의 압력을 가하여 디스크(disk) 형태(직경 10 mm)와 바(bar) 형태(5 mm x 5 mm x 25 mm)의 시편을 제작하였다. 이 시편을 알루미나 기판 위에 놓고 860℃ ∼ 940℃의 온도에서 20℃ 간격으로 24시간 동안 유지한 후 상온까지 로냉하여 Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 열전재료를 제조하였다.
Thereafter, the synthesized powder was calcined at 800 ° C. for 12 hours, and the calcined powder was put together with ethyl alcohol and zirconia balls in a zirconia container for 3 hours and 30 minutes, a planetary mill (FRITSCH pulverisette 6). After trituration with, it was dried in a drier at 60 ° C. for 24 hours. The dried powder is granulated by sieving at 120 μm, and the granulated powder is pressurized at 150 MPa to form a disk (diameter 10 mm) and a bar (5 mm x 5 mm x 25). mm) specimens were prepared. The specimen was prepared in the place 860 ℃ ~ 940 ℃ after 24 hours maintenance at a temperature in the interval 20 ℃ ronaeng to room temperature Ca 2 .76 Cu 0 .24 Co 4 O 9, a thermoelectric material on an alumina substrate.

결과result

1. One. CaCa 22 .76.76 CuCu 00 .24.24 CoCo 44 OO 99 합성 분말의 미세구조와 결정구조Microstructure and Crystal Structure of Synthetic Powder

도 1은 용액연소법으로 합성한 Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 분말의 주사전자현미경 사진을 보여주고 있다. 분말 합성 시, 자기 폭발로 인해 많은 양의 가스들이 방출되면서 Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 분말들이 뭉쳐져 있음을 확인할 수 있다. 뭉쳐져 있는 분말들을 플라나터리 밀로 분쇄하여 투과전자현미경으로 분석한 사진(a)과 SAED(selected area electron diffraction) 패턴(b)을 도 2에 나타냈다. Figure 1 is a Ca 2 .76 Cu 0 .24 Co synthesized by the solution combustion process 4 O 9 A scanning electron micrograph of the powder is shown. During powder synthesis, due to the self-explosion amounts of gas are emitted as it can be seen that Ca 2 .76 Cu 0 .24 Co 4 O 9 powders are mungchyeojyeo. The aggregated powders were pulverized with a planetary mill and analyzed by transmission electron microscope (a) and SAED (selected area electron diffraction) pattern (b) are shown in FIG. 2.

도 3은 Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 합성 분말의 X-ray 회절 패턴이다. 합성 분말은 Ca3Co4O9 상 이외에도 CaCuO2, Cu2CoO3, CaCu2O3, Ca3Co2O6, 그리고 규명되지 않은 상들로 이루어져 있다. Scherrer 방정식을 이용하여 산출한 합성 분말의 결정립(crystallite) 크기는 평균 25 nm이다. 이들 결과로부터, 용액연소법을 이용하여 나노 크기의 미세결정을 가지는 분말을 합성하였음을 알 수 있었다.
Figure 3 is a Ca 2 .76 Cu 0 .24 Co 4 O 9 X-ray diffraction pattern of the synthetic powder. The synthetic powder consists of CaCuO 2 , Cu 2 CoO 3 , CaCu 2 O 3 , Ca 3 Co 2 O 6 , and unidentified phases in addition to the Ca 3 Co 4 O 9 phase. The crystallite size of the synthetic powder, calculated using the Scherrer equation, averaged 25 nm. From these results, it was found that a powder having nano-sized microcrystals was synthesized by the solution combustion method.

2. 2. CaCa 22 .76.76 CuCu 00 .24.24 CoCo 44 OO 99 소결체의 결정구조Crystal Structure of Sintered Body

소결온도의 변화에 따른 Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 시편의 결정구조 변화를 관찰하기 위해 도 4에서와 같이 X-ray 회절 패턴을 얻었다. 첨가한 Cu의 대부분은 Ca3Co4O9에 고용되어 단사정계 서브시스템(monoclinic subsystem) 결정구조를 가지는 Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 고용체를 형성하였다. 860℃와 880℃에서 소결한 시편의 경우, 이 고용체 이외에도 조밀육방 결정구조의 CaCO3, 조밀입방 결정구조의 Co3O4, 단사정 구조의 CaCuO2, 그리고 입방정 구조의 CaO 상이 소량 존재하였다. 소결온도를 증가시킴에 따라 CaCO3 상과 CaCuO2 상의 peak의 강도가 점차 감소하였으며, 900℃에서 소결한 시편에서는 이들 상이 완전히 사라졌다. 920℃ 이상에서 소결한 시편에서 새로운 CoO의 제 2상이 생성되었고, 940℃에서 소결한 시편에서 Ca3Co2O6 상이 다량 생성되었다. 이것은 Ca3Co4O9이 CoO와 Ca3Co2O6으로 분해되었기 때문이라고 생각한다. Scherrer 방정식을 이용하여 Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 시편의 결정립 크기를 계산한 결과, 44-55 nm의 범위에 있었다.
.24 .76 Ca 2 Cu 0 in accordance with changes in the sintering temperature Co 4 O 9 An X-ray diffraction pattern was obtained as shown in FIG. 4 to observe the crystal structure change of the specimen. Most of the added Cu is Ca 3 Co 4 O 9 is employed in the monoclinic system subsystem Ca 2 .76 Cu 0 .24 Co 4 O 9 having a crystal structure (monoclinic subsystem) A solid solution was formed. In the specimens sintered at 860 ° C. and 880 ° C., in addition to the solid solution, small amounts of CaCO 3 in a dense hexagonal crystal structure, Co 3 O 4 in a dense cubic crystal structure, CaCuO 2 in a monoclinic structure, and a CaO phase in a cubic structure were present. CaCO 3 with increasing sintering temperature Phase and CaCuO 2 The intensity of the phase peaks gradually decreased, and these phases disappeared completely in specimens sintered at 900 ° C. A second phase of CoO was generated in the specimen sintered at 920 ° C. or higher, and a large amount of Ca 3 Co 2 O 6 phase was produced in the specimen sintered at 940 ° C. This is considered to be because Ca 3 Co 4 O 9 was decomposed into CoO and Ca 3 Co 2 O 6 . Using the Scherrer equation was calculated, the grain size of the Ca 2 .76 Cu 0 .24 Co 4 O 9 samples, were in the range of 44-55 nm.

3. 3. CaCa 22 .76.76 CuCu 00 .24.24 CoCo 44 OO 99 소결체의 미세구조Microstructure of Sintered Body

소결온도별 Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 시편의 미세구조를 관찰하기 위해 도 5에서와 같이 주사전자현미경 사진을 얻었다. 시편들은 대체적으로 많은 기공을 가지고 있었다. 소결온도가 높을수록 Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 시편의 결정립의 크기와 밀도가 증가하였다. 860℃(a), 880℃(b), 900℃(c), 920℃(d), 및 940℃(e)에서 소결된 Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 시편의 결정립의 크기는 각각 1.29 ㎛, 2.11㎛, 2.44㎛, 3.07㎛, 및 3.55 ㎛이고, 또한 밀도는 각각 2.94 g/cm3, 3.29 g/cm3, 3.40 g/cm3, 3.69 g/cm3, 및 3.81 g/cm3이다.
Ca 2 Cu .76 0 .24 per sintering temperature Co 4 O 9 Scanning electron micrographs were obtained as shown in FIG. 5 to observe the microstructure of the specimen. The psalms generally had many pores. The higher the sintering temperature Ca 2 .76 Cu 0 .24 Co 4 O 9 The grain size and density of the specimens increased. 860 ℃ (a), 880 ℃ (b), 900 ℃ (c), 920 ℃ (d), and the Ca 2 .76 Cu 0 .24 Co sintered at 940 ℃ (e) 4 O 9 The grain sizes of the specimens were 1.29 μm, 2.11 μm, 2.44 μm, 3.07 μm, and 3.55 μm, respectively, and the densities were 2.94 g / cm 3 , 3.29 g / cm 3 , 3.40 g / cm 3 , and 3.69 g / cm, respectively. 3 , and 3.81 g / cm 3 .

4. 4. CaCa 22 .76.76 CuCu 00 .24.24 CoCo 44 OO 99 시편의 열전 특성 Thermoelectric Properties of Specimen

도 6은 소결온도별 Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 시편의 전기전도도를 나타낸 그래프이다. 500℃∼800℃ 구간에서 모든 Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 시편은 온도가 증가함에 따라 전기전도도가 증가하는 반도성 거동을 보여주었다. 860℃, 880℃, 900℃, 920℃, 및 940℃에서 소결한 시편들의 전기전도도는, 800 ℃에서 각각 29.5 Ω-1cm-1, 33.1 Ω-1cm-1, 44.8 Ω-1cm-1, 37.5 Ω-1cm-1, 및 25.2 Ω-1cm-1이다. 소결온도가 860℃에서 900℃로 증가함에 따라 밀도 및 결정립 크기의 증가로 인해 전기전도도가 증가하였다. 또한 860℃ 및 880℃에서 소결한 시편의 경우, CaCO3, CaCuO2, Co3O4, 및 CaO의 제 2상이 존재하지만, 소결온도가 900℃로 증가함에 따라 CaCO3와 CaCuO2의 제 2상이 사라졌다. 이것이 전기전도도를 증가시킨 다른 원인이라고 사료된다. 하지만 920℃ 이상에서 소결한 시편의 경우, 새로운 CoO의 제 2상이 생성되었고, 940℃에서 소결한 시편의 경우, Ca3Co2O6와 CaO의 제 2상이 생성되었다. 이로 인해 920℃ 이상에서 전기전도도가 크게 감소하였다고 사료되었다. 이들 결과로부터 Ca2.76Cu0.24Co4O9 시편의 전기전도도는 밀도, 결정립 크기, 및 제 2상에 의해 크게 영향을 받음을 알 수 있었다. Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 시편의 전기전도도를 증가시키기 위해서는 제 2상이 존재하지 않도록 조성 및 제조 공정을 제어하는 것이 중요하다고 사료되었다. 0 Figure 6 is Ca 2 .76-specific sintering temperature Cu .24 Co 4 O 9 A graph showing the electrical conductivity of the specimen. 500 ℃ all Ca 2 .76 Cu 0 .24 Co 4 O 9 at ~800 ℃ interval The specimen showed a semiconducting behavior with increasing electrical conductivity with increasing temperature. Electrical conductivity of specimens sintered at 860 ° C, 880 ° C, 900 ° C, 920 ° C, and 940 ° C was 29.5 Ω -1 cm -1 , 33.1 Ω -1 cm -1 , 44.8 Ω -1 cm - at 800 ° C, respectively. 1 , 37.5 Ω -1 cm -1 , and 25.2 Ω -1 cm -1 . As the sintering temperature increased from 860 ° C to 900 ° C, the electrical conductivity increased due to the increase of density and grain size. Also, for specimen sintered at 860 ℃ and 880 ℃, CaCO 3, CaCuO 2, Co 3 O 4, and the second of CaCO 3 with CaCuO 2 as the second phase the presence of CaO, but the sintering temperature is increased to 900 ℃ The statue disappeared. This is believed to be another cause of increased electrical conductivity. However, in the case of specimens sintered above 920 ° C., a second phase of CoO was produced. In the case of specimens sintered at 940 ° C., a second phase of Ca 3 Co 2 O 6 and CaO was produced. As a result, the electrical conductivity was considerably reduced above 920 ℃. These results show that the electrical conductivity of the Ca 2.76 Cu 0.24 Co 4 O 9 specimen is greatly affected by the density, grain size, and the second phase. Ca 2 .76 Cu 0 .24 Co 4 O 9 In order to increase the electrical conductivity of the specimen, it was considered important to control the composition and manufacturing process so that the second phase does not exist.

도 7은 소결온도에 따른 Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 시편의 열전능을 나타내고 있다. 모든 시편의 열전능은 측정 온도 구간에서 양의 값을 보이고 있으며, 이것은 정공이 주된 전하 운반자임을 의미하고 있다. 또한 열전능은 전기전도도와 마찬가지로, 시편의 소결온도가 900℃까지 증가함에 따라 함께 증가하였으며, 920℃ 이상의 온도에서 소결한 시편의 열전능은 소결온도가 증가함에 따라 감소하였다. 860℃, 880℃, 900℃, 920℃, 및 940℃에서 소결한 시편들의 열전능의 값은 각각 170 μVK-1, 257 μVK-1, 293 μVK-1, 231 μVK-1, 및 82 μVK-1로, 상분해가 발생한 940℃에서 소결한 시편이 가장 작은 열전능 값을 나타내었다. 앞에서 구한 전기전도도와 열전능을 이용하여 산출한 출력인자의 값을 도 8에 나타내었다. 900℃에서 소결한 Ca2 .76Cu0 .24Co4O9 시편이 800℃에서 최대 출력인자의 값(3.8×10-4 WK-2m-1)을 나타내었다.
Figure 7 .24 .76 Co Ca 2 Cu 4 O 9 0 according to the sintering temperature The thermoelectricity of the specimen is shown. The thermoelectricity of all specimens is positive over the measured temperature range, indicating that the holes are the primary charge carriers. In addition, thermal conductivity increased with increasing sintering temperature of specimens up to 900 ° C, and the thermoelectricity of specimens sintered at temperatures above 920 ° C decreased with increasing sintering temperature. The thermoelectric values of specimens sintered at 860 ° C., 880 ° C., 900 ° C., 920 ° C., and 940 ° C. were 170 μVK -1 , 257 μVK -1 , 293 μVK -1 , 231 μVK -1 , and 82 μVK-, respectively . At 1 , the specimen sintered at 940 ° C. with phase decomposition showed the smallest thermoelectric value. 8 shows the values of the output factors calculated using the electrical conductivity and the thermal power. 900 ℃ a Ca 2 .76 Cu 0 .24 Co 4 O 9 sintered at a sample value of the maximum power factor at the 800 ℃ (3.8 × 10 -4 WK -2 m -1) exhibited.

이상, 구현예 및 실시예를 들어 본원을 상세하게 설명하였으나, 본원은 상기 구현예 및 실시예들에 한정되지 않으며, 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본원의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함이 명백하다.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 exemplary embodiments and the exemplary embodiments, and various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It is evident that many variations are possible by those skilled in the art.

Claims (10)

Ca3 - xCuxCo4O9 (여기에서, 0 ≤ x < 3 임)로 표시되는 식에 포함된 금속들의 몰비를 가지도록 Ca의 염, Cu의 염 및 Co의 염을 포함하는 금속염, 연료 및 용매를 포함하는 반응 용액을 준비하는 단계; 및,
상기 반응 용액을 가열하여 자기폭발시킴으로써 상기 식의 조성을 가지는 Ca3 -xCuxCo4O9-계 산화물 분말을 합성하는 단계
를 포함하는, Ca3 - xCuxCo4O9-계 열전재료의 제조방법.
A metal salt comprising a salt of Ca, a salt of Cu and a salt of Co to have a molar ratio of the metals included in the formula represented by Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 , wherein 0 ≦ x <3; Preparing a reaction solution comprising a fuel and a solvent; And
Heating the reaction solution to self-exploding to synthesize a Ca 3 -x Cu x Co 4 O 9 -based oxide powder having the composition
Method of producing a Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 -based thermoelectric material comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 자기폭발을 위한 가열 온도는 100℃ 내지 500℃인, Ca3 - xCuxCo4O9-계 열전재료의 제조방법.
The method of claim 1,
Heating temperature for the self-explosion is 100 ° C to 500 ° C, Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 -method of manufacturing a thermoelectric material.
제 1 항에 있어서,
상기 합성된 Ca3 - xCuxCo4O9-계 열전재료는 나노분말의 형태를 가지는 것인, Ca3-xCuxCo4O9-계 열전재료의 제조방법.
The method of claim 1,
The synthesized Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 -based thermoelectric material is in the form of a nano-powder, manufacturing method of Ca 3-x Cu x Co 4 O 9 -based thermoelectric material.
제 1 항에 있어서,
상기 각 금속의 염은 상기 각 금속의 질산염, 황산염, 할라이드, 탄산염 또는 이들의 조합을 포함하는 것인, Ca3 - xCuxCo4O9-계 열전재료의 제조방법.
The method of claim 1,
The salt of each metal is nitrate, sulfate, halide, carbonate or a combination thereof of each metal, Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 -method for producing a thermoelectric material.
제 4 항에 있어서,
상기 각 금속의 염은 상기 각 금속의 질산염을 포함하는 것인, Ca3 - xCuxCo4O9-계 열전재료의 제조방법.
5. The method of claim 4,
The salt of each metal is a method for producing a Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 -type thermoelectric material, including the nitrate of each metal.
제 1 항에 있어서,
상기 각 금속의 염은 산화제로서 작용하는 것인, Ca3 - xCuxCo4O9-계 열전재료의 제조방법.
The method of claim 1,
The salt of each metal acts as an oxidizing agent, Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 -method for producing a thermoelectric material.
제 1 항에 있어서,
상기 금속의 염들 대 상기 연료의 혼합 몰비율은 0.5 : 1 내지 1 : 0.5 인, Ca3 -xCuxCo4O9-계 열전재료의 제조방법.
The method of claim 1,
The mixing molar ratio of the salts of the metal to the fuel is 0.5: 1 to 1: 0.5, the manufacturing method of Ca 3- x Cu x Co 4 O 9 -based thermoelectric material.
제 1 항에 있어서,
상기 연료는 아스파르트산(aspartic acid), 글루탐산(Glutamic acid), 카르보하이드라자이드(carbohydrazide), 구연산(citric acid), 알라닌(Alanine), 글리신(Glycine), 요소(urea) 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 유기 화합물을 포함하는 것인, Ca3 -xCuxCo4O9-계 열전재료의 제조방법.
The method of claim 1,
The fuel is aspartic acid, glutamic acid, carbohydrazide, citric acid, alanine, glycine, urea and combinations thereof. Comprising an organic compound selected from the group consisting of, Ca 3- x Cu x Co 4 O 9 -method for producing a thermoelectric material.
제 1 항에 있어서,
상기 형성된 Ca3 - xCuxCo4O9-계 산화물 분말을 500℃ 내지 1,500℃에서 하소하는 것을 추가 포함하는, Ca3 - xCuxCo4O9-계 열전재료의 제조방법.
The method of claim 1,
The formed Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 - based oxide powder comprising adding to calcination at 500 ℃ to 1,500 ℃, Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 - based method for producing a thermoelectric material.
제 9 항에 있어서,
상기 하소 후에 냉각된 Ca3 - xCuxCo4O9-계 산화물 분말을 80 MPa 내지 200 MPa 범위에서 상온 가압 하에서 성형하여 수득된 시편을 800℃ 내지 1500℃에서 소결하는 것을 추가 포함하는, Ca3 - xCuxCo4O9-계 열전재료의 제조방법.
The method of claim 9,
Further comprising the sintering of the specimen obtained by molding the cooled Ca 3 - x Cu x Co 4 O 9 -based oxide powder after calcination under normal pressure in the range of 80 MPa to 200 MPa at 800 ℃ to 1500 ℃, 3 - x Cu x Co 4 O 9 -method of manufacturing a thermoelectric material.
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