KR20200054539A - 열전소재의 확산방지층 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열전소재의 확산방지층 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 열전레그 및 열전레그 양측에 형성되는 기판전극 사이에 오믹접합 및 확산방지를 위하여 형성되는 열전소재의 확산방지층에 있어서, 상기 확산방지층은, 열팽창계수가 상호간에 상이하고 금속간 화합물을 형성하지 않는 적어도 두 가지 이상의 금속을 혼합한 합금으로 형성되고, 상기 열전레그 및 상기 확산방지층은 상호간에 유사한 열팽창계수 것을 기술적 요지로 한다. 이에 의하여 온도 승온 및 등락 시 열 스트레스가 유발되지 않아 크랙(crack) 발생 및 계면 박리 등의 불량현상 발생을 효과적으로 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
Description
본 발명은 열전소재의 확산방지층 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열전레그 및 확산방지층 상호간의 열팽창계수를 유사하게 형성하여 온도 승온 및 등락 시 열 스트레스가 유발되지 않아 크랙(crack) 발생 및 계면박리 등의 불량현상 발생을 효과적으로 방지하는 열전소재의 확산방지층 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 열전 소재(Thermoelectric Material)란 재료 양단 사이에 온도차를 주었을 때에는 전기 에너지가 발생하고, 반대로 전기 에너지가 가해질 때는 온도차를 발생시키는 에너지 변환 재료를 의미한다. 이러한 현상은 재료 양단 사이에 온도 차이가 있을 때, 기전력이 발행하는 제벡(Seebeck) 효과와 양단에 인위적인 전기 흐름을 주어 온도차를 발생하는 펠티에(peltier)효과로 나눌 수 있다.
위의 현상을 이용하여 열전 소자를 만들어 전기를 발생시키는 전력원이나 역으로 고상전자냉각으로 활용 가능하다. 특히, 냉각 소자의 경우 별도의 열교환기가 필요 없기 때문에 구조가 간단하고 소형화가 가능하다는 장점이 있다.
온도차에 의해 기전력이 발생하는 현상인 제베크효과를 이용한 열전소재는, 최근 전 세계적으로 화석 연료 사용에 따른 환경오염 문제, 에너지 고갈 문제 등이 심각하게 대두되면서, 대체 에너지로서 연구가 활발히 진행되고 있다. 이와 같은 열전소재를 이용하여 대체 에너지원으로 구성한 열전발전소재는, 양단에서의 온도차에 의해 고온부에서 저온부로 열 이동시 n형 열전레그와 p형 열전레그에서 각각 전자와 홀(hole)이 고온부에서 저온부로 이동함으로써, 전기적 에너지가 발생된다.
이러한 열전소재는 온도차만 부여하면 발전이 가능하므로 100℃ 미만의 저열원에서 1000℃ 정도의 고열원에 걸쳐 이용 가능한 열원의 종류가 다양하기 때문에 산업 폐열을 이용한 열전 발전기, 대체 독립 전원 등의 분야로 경제적 용도가 크게 확대되고 있다.
일반적으로 중온용 열전발전소재는 대략 500-900 K의 중온영역 온도범위에서 사용할 수 있는 소재이며, 스케테루다이트(skutterudite), 하프-호이슬러(half-Heusler), 실리사이드(silicide) 등 다양한 물질군이 존재한다. 중온영역에서 사용하기 위한 열전모듈은 일반적으로 제 1 도전형 열전레그 및 제 2 도전형 레그들과 상부기판전극 및 하부기판전극 사이에 오믹접합 및 확산방지층 역할을 동시에 수행하는 확산방지층으로 구성된다.
그러나 종래의 확산방지층은 열전레그와 열팽창계수가 다르기 때문에 열 스트레스에 의한 중간층 박리 또는 크랙(crack)발생 등으로 인하여 제품의 수명을 단축시키는 문제점이 있다.
따라서 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방법이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는, 배경기술에서 언급한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 더욱 상세하게는 열전레그 및 확산방지층 상호간의 열팽창계수를 유사하게 형성하여 온도 승온 및 등락 시 열 스트레스가 유발되지 않아 크랙(crack) 발생 및 계면박리 등의 불량현상 발생을 효과적으로 방지하는 열전소재의 확산방지층 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
기술적 과제를 해결하기 위해 안출된 본 발명에 따른 열전소자의 확산방지층은, 열전레그 및 열전레그 양측에 형성되는 기판전극 사이에 오믹접합 및 확산방지를 위하여 형성되는 열전소재의 확산방지층에 있어서, 상기 확산방지층은 열팽창계수가 상호간에 상이하고 금속간 화합물을 형성하지 않는 적어도 두 가지 이상의 금속을 혼합한 합금으로 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 열전레그 및 상기 확산방지층은 상호간에 유사한 열팽창계수를 가지는 것이 바람직하다.
상기 합금의 열팽창계수는 하기의 수학식1 에 의하여 예측될 수 있다.
[수학식 1]
αAB = αA·xA + αB·(1-xA)
(A: 금속A, B: 금속B, α: 금속A의 열팽창계수)
상기 열전레그는 마그네슘 실리사이드(Mg2Si)이며, 상기 확산방지층의 합금은 Ni-Ag 으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 합금은 Ni1-xAgx 의 조성비를 가지며, X는 0.05 내지 0.5의 범위인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 열전소재의 확산방지층 제조방법은, 열전레그 및 열전레그 양측에 형성되는 기판전극 사이에 오믹접합 및 확산방지를 위하여 형성되는 열전소재의 확산방지층 제조방법에 있어서, 상기 열전레그에 사용되는 열전소재 분말과 상기 확산방지층에 사용되는 확산방지층 분말을 몰드에 장입하는 몰드장입단계, 상기 몰드에 장입된 열전소재 분말 및 상기 확산방지층 분말을 고온 및 고압 하에서 소결하고 핫프레스 하여 잉곳을 합성하는 잉곳합성단계 및 상기 잉곳을 절단가공하여 열전레그 양측에 확산방지층을 형성하는 확산방지층형성단계를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 몰드장입단계에서, 상기 몰드의 중심부에는 열전소재 분말을 장입하고, 상기 몰드의 중심부의 양측에 확산방지층 분말을 장입하는 것이 바람직하다.
상기 확산방지층 분말은, 열팽창계수가 상호간에 상이하고 금속간 화합물을 형성하지 않는 적어도 두 가지 이상의 금속분말이 혼합된 합금분말인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 열전레그 분말은 마그네슘 실리사이드(Mg2Si)이며, 상기 합금분말은 Ni-Ag 일 수 있다.
그리고, 상기 합금분말은 Ni1-xAgx 의 조성비를 가지며, X는 0.05 내지 0.5의 범위인 것이 바람직하다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 열전레그와 확산방지층의 열팽창계수가 유사하게 형성되므로 온도 승온 및 등락 시 열 스트레스가 유발되지 않아 크랙(crack) 발생 및 계면 박리 등의 불량현상 발생을 효과적으로 방지할 수 있으며, 따라서 장기신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이러한 본 발명에 의한 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 열전소재의 확산방지층 일 실시예의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 열전소재의 확산방지층 제조방법의 일 실시예의 순서도이다.
도 3은 열전소재 분말과 확산방지층 분말을 장입한 몰드를 나타내는 도면이다.
도 4는 Ni-Ag의 상평형도이다.
도 5는 Ni1-xAgx합금의 Ag 조성을 10~40mol%로 변화시켰을 경우의 열팽창 그래프이다.
도 6은 양측에 확산방지층이 형성된 열전레그의 형태를 나타내는 도면이다.
도 7은 마그네슘 실리사이드 열전레그에 Ni0.9Ag0.1 의 확산방지층을 소결공정을 통해 형성한 후의 현미경 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 열전소재의 확산방지층 제조방법의 일 실시예의 순서도이다.
도 3은 열전소재 분말과 확산방지층 분말을 장입한 몰드를 나타내는 도면이다.
도 4는 Ni-Ag의 상평형도이다.
도 5는 Ni1-xAgx합금의 Ag 조성을 10~40mol%로 변화시켰을 경우의 열팽창 그래프이다.
도 6은 양측에 확산방지층이 형성된 열전레그의 형태를 나타내는 도면이다.
도 7은 마그네슘 실리사이드 열전레그에 Ni0.9Ag0.1 의 확산방지층을 소결공정을 통해 형성한 후의 현미경 사진이다.
이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
아울러, 본 발명을 설명하는데 있어서, 전방/후방 또는 상측/하측과 같이 방향을 지시하는 용어들은 당업자가 본 발명을 명확하게 이해할 수 있도록 기재된 것들로서, 상대적인 방향을 지시하는 것이므로, 이로 인해 권리범위가 제한되지는 않는다고 할 것이다.
도 1내지 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 열전소재의 확산방지층 및 이의 제조방법 일 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
여기서, 도 1은 본 발명에 따른 열전소재의 확산방지층 일 실시예의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 열전소재의 확산방지층 제조방법의 일 실시예의 순서도이며, 도 3은 열전소재 분말과 확산방지층 분말을 장입한 몰드를 나타내는 도면이다.
그리고, 도 4는 Ni-Ag의 상평형도이고, 도 5는 Ni1-xAgx합금의 Ag 조성을 10~40mol%로 변화시켰을 경우의 열팽창 그래프이며, 도 6은 양측에 확산방지층이 형성된 열전레그의 형태를 나타내는 도면이고, 도 7은 마그네슘 실리사이드 열전레그에 Ni0.9Ag0.1 의 확산방지층을 소결공정을 통해 형성한 후의 현미경 사진이다.
본 발명은, 열전레그 및 확산방지층 상호간의 열팽창계수를 유사하게 형성하여 온도 승온 및 등락 시 열 스트레스가 유발되지 않아 크랙(crack) 발생 및 계면박리 등의 불량현상 발생을 효과적으로 방지하는 열전소재의 확산방지층 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 열전소재의 확산방지층은, 열전레그 및 열전레그 양측에 형성되는 기판전극 사이에 오믹접합 및 확산방지를 위하여 형성되는 열전소재의 확산방지층에 있어서, 열팽창계수가 상호간에 상이하고 금속간 화합물을 형성하지 않는 적어도 두 가지 이상의 금속을 혼합한 합금으로 형성될 수 있다.
도 1을 참조하면, 열전모듈은 제 1 도전형 열전레그(11) 및 제 2 도전형 레그(12)들로 이루어지는 열전레그(10)와 열전레그(10)의 상부 및 하부에 형성되는 기판전극(20) 사이에 오믹접합 및 확산방지층 역할을 동시에 수행하는 확산방지층(110)으로 구성된다.
종래에는 열전레그와 확산방지층의 열팽창계수가 다르기 때문에 열 스트레스에 의한 중간층 박리 또는 크랙(crack)발생 등으로 인하여 제품의 수명을 단축시키는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 열전레그(10)와 확산방지층(110) 상호간에 유사한 열팽창계수를 가지도록 형성한다.
이를 위하여, 전술한 바와 같이 열팽창계수가 상호간에 상이하고 금속간 화합물을 형성하지 않는 적어도 두 가지 이상의 금속을 혼합한 합금으로 형성하며, 열팽창계수를 열전레그(10)와 유사하도록 맞출 수 있다.
이때, 합금의 열팽창계수는 하기의 수학식1 에 의하여 근사적으로 예측될 수 있다.
[수학식 1]
αAB = αA·xA + αB·(1-xA)
(A: 금속A, B: 금속B, α: 금속A의 열팽창계수)
여기서, 열전레그(10)는 마그네슘 실리사이드(Mg2Si)를 포함하는 다양한 원소로 구성될 수 있으나, 본 실시예에서는 마그네슘 실리사이드(열팽창계수:16.5 ppm/℃)인 것을 예로 들어 설명한다.
또한, 확산방지층(110)의 합금은 Ni, Ag 및 이를 포함하는 다양한 원소로 구성될 수 있으나, 본 실시예에서는 열팽창계수가 서로 다르면서 금속간 화합물을 형성하지 않는 Ni (열팽창계수: 13.3 ppm/℃)와 Ag(열팽창계수: 19.7 ppm/℃)를 혼합하여 합금을 형성하는 것을 예로 들어 설명한다.
도 4는 Ni과 Ag의 상평형도이며, Ni과 Ag는 전 조성에 걸쳐 화합물을 형성하지 않고 합금(alloy) 상태를 유지하는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 전술한 수학식 1에 의하여 Ni1-xAgx 합금의 열팽창계수 αNiAg는 다음과 같은 관계식으로 근사적으로 예측할 수 있다.
αNiAg ≒ αNi·(1-x) + αAg·x (αNi ≒ 13.3 ppm/℃, αAg ≒ 19.7 ppm/℃)
도 5를 참조하면, Ag의 조성이 증가할수록 열팽창계수가 증가함을 알 수 있으며, 아래 표1을 참조하면 Ag가 10mol%일 때 마그네슘 실리사이드의 열팽창계수가 16.5ppm/℃에 가장 근접함을 알 수 있다.
| Ni-Ag 혼합조성 |
Ni0.9Ag0.1 |
Ni0.8Ag0.2 |
Ni0.6Ag0.4 |
| 평균 열팽창률 |
16.3ppm/℃ |
16.9ppm/℃ |
18.2ppm/℃ |
따라서, Ni1-xAgx 합금 조성비에서, X는 0.05 내지 0.5의 범위인 것이 바람직하다.
전술한 구성을 통해, 본 발명에 따른 확산방지층(110)은 열전레그(10)와 열팽창계수가 유사하게 형성되므로 온도 승온 및 등락 시 열 스트레스가 유발되지 않아 크랙(crack) 발생 및 계면 박리 등의 불량현상 발생을 효과적으로 방지할 수 있으며, 따라서 장기신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명에 따른 열전소재의 확산방지층에 대하여 살펴보았으며, 이하에서는 본 발명에 따른 열전소재의 확산방지층 제조방법에 대하여 살펴보기로 한다. 후술하는 열전소재의 확산방지층 제조방법에서 열전소재 확산방지층의 구성은 전술한 바와 같으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 열전소재의 확산방지층 제조방법은, 열전레그 및 열전레그 양측에 형성되는 기판전극 사이에 오믹접합 및 확산방지를 위하여 형성되는 열전소재의 확산방지층 제조방법에 있어서, 먼저 열전레그에 사용되는 열전소재 분말(10‘)과 상기 확산방지층에 사용되는 확산방지층 분말(110’)을 몰드(M)에 장입한다(S10).
도 1과 같이 몰드(M)의 중심부에는 열전소재 분말(10‘)을 장입하고, 몰드의 중심부의 양측에 확산방지층 분말(110’)을 장입하는 것이 바람직하다. 따라서, 열전레그 양측에 확산분말층을 형성할 수 있다.
이때, 확산방지층 분말은, 열팽창계수가 상호간에 상이하고 금속간 화합물을 형성하지 않는 적어도 두 가지 이상의 금속분말이 혼합된 합금분말인 것이 바람직하다. 따라서, 금속간 화합물을 형성하지 않아 열팽창계수를 조절할 수 있으며, 열전레그 및 확산방지층 상호간에 유사한 열팽창계수를 가지도록 형성할 수 있다.
여기서, 열전레그 분말은 마그네슘 실리사이드(Mg2Si)를 포함하는 다양한 원소로 구성될 수 있으나, 본 실시예에서는 마그네슘 실리사이드(열팽창계수:16.5 ppm/℃)인 것을 예로 들어 설명한다.
또한, 확산방지층의 합금분말은 Ni, Ag 및 이를 포함하는 다양한 원소로 구성될 수 있으나, 본 실시예에서는 열팽창계수가 서로 다르면서 금속간 화합물을 형성하지 않는 Ni(열팽창계수: 13.3 ppm/℃)와 Ag(열팽창계수: 19.7 ppm/℃) 합금분말인 것을 예로 들어 설명한다.
도 4는 Ni과 Ag의 상평형도이며, Ni과 Ag는 전 조성에 걸쳐 화합물을 형성하지 않고 합금(alloy) 상태를 유지하는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 전술한 수학식 1에 의하여 Ni1-xAgx 합금의 열팽창계수 αNiAg는 다음과 같은 관계식으로 근사적으로 예측할 수 있다.
αNiAg ≒ αNi·(1-x) + αAg·x (αNi ≒ 13.3 ppm/℃, αAg ≒ 19.7 ppm/℃)
도 5를 참조하면, Ag의 조성이 증가할수록 열팽창계수가 증가함을 알 수 있으며, 전술한 표1을 참조하면 Ag가 10mol%일 때 마그네슘 실리사이드의 열팽창계수가 16.5ppm/℃에 가장 근접함을 알 수 있다.
따라서, Ni1-xAgx 합금분말은, X는 0.05 내지 0.5의 범위인 것이 바람직하다.
전술한 제조방법을 통해, 열전레그와 열팽창계수가 유사한 확산방지층을 제조할 수 있으며, 온도 승온 및 등락 시 열 스트레스가 유발되지 않아 크랙(crack) 발생 및 계면 박리 등의 불량현상 발생을 효과적으로 방지하는 효과를 도출할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일실시예일 뿐 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예>
[제 1단계]
도 3과 와 같이 열전소재 분말(10‘)과 오믹접합 겸 확산방지층 분말(110’)을 몰드에 장입하여 열전소재 상하부에 오믹접합 겸 확산방지층이 형성될 수 있도록 배치한다. 본 실시예에서는 중온 열전소재 중 하나인 마그네슘 실리사이드(Mg2Si)를 예로 들어 설명한다. 오믹접합 겸 확산방지층 분말(110‘)은 마그네슘 실리사이드의 열팽창계수(약 16.5 ppm/℃)에 최대한 근접시킬 수 있는 조성인 Ni0.9Ag0.1을 선택하였다. 도 4는 Ni과 Ag의 상평형도이며, Ni과 Ag는 전 조성에 걸쳐 화합물을 형성하지 않고 합금(alloy) 상태를 유지한다는 것을 알 수 있다. 따라서, Ni1-xAgx 합금의 열팽창계수 αNiAg는 다음과 같은 관계식으로 근사적으로 예측할 수 있다.
αNiAg ≒ αNi·(1-x) + αAg·x (αNi ≒ 13.3 ppm/℃, αAg ≒ 19.7 ppm/℃)
도 5는 Ni1-xAgx 합금의 Ag 조성을 10~40 mol%로 변화시켰을 경우의 열팽창 그래프인데, Ag 조성이 증가할수록 열팽창계수가 증가함을 보여준다. 전술한 표 1은 도 3의 결과로부터 얻은 25~500℃ 범위에서의 평균 열팽창계수이며, Ag가 10 mol%일 때 마그네슘 실리사이드의 열팽창계수 16.5 ppm/℃에 가장 근접함을 알 수 있다.
이어서 고온·고압 하에서 소결(sintering)을 실시한다. 본 실시예에서는 핫프레스(hot press)기술을 사용하여 직경 12.7 mm, 높이 약 15mm의 Mg2Si 잉곳을 합성하였으며, 소결온도는 800 ℃, 소결 중의 압력은 150 MPa였다.
[제 2단계]
소결이 완료된 후 잉곳을 절단가공하여 도 6과 같이 상하부에 오믹접합 겸 확산방지층(110)이 형성된 열전레그(10)를 형성한다. 상기 열전레그(10)는 직육면체 형태로 절단가공하는 것이 일반적이나, 용도에 따라서 그것에 국한되지는 않는다. 도 7은 본 발명자가 마그네슘 실리사이드에 Ni0.9Ag0.1 오믹접합 겸 확산방지층을 소결공정을 통해 형성한 후의 현미경 사진이다.
상기 1, 2단계는 제 2도전형 열전레그를 형성할 때도 동일하게 적용하며, 열전소재의 재질과 열팽창계수의 크기에 따라서 Ni-Ag 합금 또는 여타 다른 종류의 합금을 적용할 수 있다. 열전소재의 열팽창계수가 합금을 구성하는 금속원소의 열팽창계수로 조절할 수 있는 범위 안에 들어오는 것이 바람직하다.
이상의 결과로부터, 본 발명에 따른 확상방지층은 열팽창계수가 상호간에 상이하고 금속간 화합물을 형성하지 않는 적어도 두 가지 이상의 금속을 혼합하여 열팽창계수를 열전레그와 유사하게 형성할 수 있으며, 따라서 온도 승온 및 등락 시 열 스트레스가 유발되지 않아 크랙(crack) 발생 및 계면 박리 등의 불량현상 발생을 효과적으로 방지하는 것을 확인할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
10: 열전레그
11: 제1 도전형 열전레그
12: 제2 도전형 열전레그
20: 기판전극
110: 확산방지층
10': 열전소재 분말
110': 확산방지층 분말
11: 제1 도전형 열전레그
12: 제2 도전형 열전레그
20: 기판전극
110: 확산방지층
10': 열전소재 분말
110': 확산방지층 분말
Claims (10)
- 열전레그 및 열전레그 양측에 형성되는 기판전극 사이에 오믹접합 및 확산방지를 위하여 형성되는 열전소재의 확산방지층에 있어서,
상기 확산방지층은,
열팽창계수가 상호간에 상이하고 금속간 화합물을 형성하지 않는 적어도 두 가지 이상의 금속을 혼합한 합금으로 형성되는 것을 특징으로 하는 열전소재의 확산방지층. - 제1항에 있어서,
상기 열전레그 및 상기 확산방지층은 상호간에 유사한 열팽창계수를 가지는 것을 특징으로 하는 열전소재의 확산방지층. - 제1항에 있어서,
상기 합금의 열팽창계수는 하기의 수학식1 에 의하여 예측되는 것을 특징으로 하는 중간층을 구비하는 열전소재의 확산방지층.
[수학식 1]
αAB = αA·xA + αB·(1-xA)
(A: 금속A, B: 금속B, α: 금속A의 열팽창계수) - 제1항에 있어서,
상기 열전레그는 마그네슘 실리사이드(Mg2Si)이며,
상기 확산방지층의 합금은 Ni-Ag 으로 형성되는 것을 특징으로 하는 열전소재의 확산방지층. - 제4항에 있어서,
상기 합금은 Ni1-xAgx 의 조성비를 가지며,
X는 0.05 내지 0.5의 범위인 것을 특징으로 하는 열전소재의 확산방지층. - 열전레그 및 열전레그 양측에 형성되는 기판전극 사이에 오믹접합 및 확산방지를 위하여 형성되는 열전소재의 확산방지층 제조방법에 있어서,
상기 열전레그에 사용되는 열전소재 분말과 상기 확산방지층에 사용되는 확산방지층 분말을 몰드에 장입하는 몰드장입단계;
상기 몰드에 장입된 열전소재 분말 및 상기 확산방지층 분말을 고온 및 고압 하에서 소결하고 핫프레스 하여 잉곳을 합성하는 잉곳합성단계; 및
상기 잉곳을 절단가공하여 열전레그 양측에 확산방지층을 형성하는 확산방지층형성단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전소재의 확산방지층 제조방법. - 제6항에 있어서,
상기 몰드장입단계에서,
상기 몰드의 중심부에는 열전소재 분말을 장입하고,
상기 몰드의 중심부의 양측에 확산방지층 분말을 장입하는 것을 특징으로 하는 열전소재의 확산방지층 제조방법. - 제6항에 있어서,
상기 확산방지층 분말은,
열팽창계수가 상호간에 상이하고 금속간 화합물을 형성하지 않는 적어도 두 가지 이상의 금속분말이 혼합된 합금분말인 것을 특징으로 하는 열전소재의 확산방지층 제조방법. - 제 6항에 있어서,
상기 열전레그 분말은 마그네슘 실리사이드(Mg2Si)이며,
상기 합금분말은 Ni-Ag 인 것을 특징으로 하는 열전소재의 확산방지층 제조방법. - 제9항에 있어서,
상기 합금분말은 Ni1-xAgx 의 조성비를 가지며,
X는 0.05 내지 0.5의 범위인 것을 특징으로 하는 열전소재의 확산방지층 제조방법.
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| KR20170076358A (ko) | 2015-12-24 | 2017-07-04 | 주식회사 엘지화학 | 열전 모듈 및 그 제조 방법 |
| KR20180022611A (ko) | 2016-08-23 | 2018-03-06 | 희성금속 주식회사 | 열전소자 및 이를 포함하는 열전모듈 |
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2018
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