• Title/Summary/Keyword: $MgSi_{1-x}Ge_x$

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Thermoelectric Material Design in Pseudo Binary Systems of $Mg_2Si-Mg_2Ge-Mg_2Sn$ on the Powder Metallurgy Route

  • Aizawa, Tatsuhiko;Song, Renbo;Yamamoto, Atsushi
    • Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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    • 2006.09a
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    • pp.75-76
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    • 2006
  • New PM route via bulk mechanical alloying is developed to fabricate the solid solution semi-conductive materials with $Mg_2Si_{1-x}Ge_x$ and $Mg_2Si_{1-y}Sn_y$ for 0 < x, y < 1 and to investigate their thermoelectric materials. Since $Mg_2Si$ is n-type and both $Mg_2Ge$ and $Mg_2Sn$ are p-type, pn-transition takes place at the specified range of germanium content, x, and tin content, y. Through optimization of chemical composition, solid-solution type thermoelectric semi-conductive materials are designed both for n-and p-type materials.

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고상합성으로 제조된 Mg2Si0.5Ge0.5Sby의 열전특성

  • Yu, Sin-Uk;Jeon, Bong-Jun;Lee, U-Man;Kim, Il-Ho
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.450.2-450.2
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    • 2014
  • 열전재료는 열-전기가 상호 가역적으로 변하는 재료로서, 최근 에너지 변환소재 분야에서 각광받고 있다. 열전재료의 특성 효율은 무차원 열전 성능지수(dimensionless figure of merit, $ZT={\alpha}2{\sigma}T/{\kappa}$)로 나타낼 수 있다. 여기서 ${\alpha}$는 제벡계수(Seebeck coefficient), ${\sigma}$는 전기전도도(electrical conductivity), ${\kappa}$는 열전도도(thermal conductivity), T는 Kelvin 온도를 나타낸다. 500 K에서 800 K까지의 중온 영역에서 우수한 열전특성을 보이는 $Mg_2X$ (X=Si, Ge, Sn)와 이들의 고용체는 성분원소가 독성이 없고, 매장량이 많아 친환경 열전 재료로 각광받고 있다. $Mg_2X$ 고용체 중 $Mg_2Si_{1-x}Ge_x$는 기존 $Mn_2Si$, $Mg_2Ge$, $Mg_2Sn$계 보다 더 우수한 열전 성능지수를 보인다. 다양한 제조 방법들이 시도되고 있으나, 조성설계 및 구조, 성능 조절의 어려움이 있고, Mg의 산화와 휘발 및 Mg, Si, Ge의 융점 차이가 크고 중력 편석과 반응하지 않은 원소들로 인해 제조가 상당히 어렵다. Sb가 도핑된 $Mg_2Si_{0.5}Ge_{0.5}Sb_y$ (y=0, 0.005, 0.01, 0.02, 0.03) 고용체를 고상반응으로 합성하고 진공열간 압축성형을 통해 성공적으로 제조하였다. 고용 상을 확인하기 위하여 X선 회절분석을 실시하였고, 고용체 형성과 도핑에 따른 전기적 특성변화를 평가하기 위해 Hall 효과를 측정하여 전자 이동특성을 분석하였고, 323~823 K까지 전기전도도, 제벡계수, 열전도도의 측정을 통해 열전 성능지수를 평가하였다.

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고상합성으로 제조된 $Mg_{2+x}Si_{0.7}Sn_{0.3}Sb_y$의 열전특성

  • Yu, Sin-Uk;Sin, Dong-Gil;Park, Gwan-Ho;Lee, Go-Eun;Lee, U-Man;Jeon, Bong-Jun;Kim, Il-Ho
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.661-661
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    • 2013
  • 열전재료는 열-전기가 상호 가역적으로 변하는 재료로서, 에너지 변환소재 분야에서 널리 각광받고 있다. 열전재료의 성능은 무차원 열전성능지수(dimensionless figure of merit, $ZT={\alpha}^2{\sigma}T/{\kappa}$)로 평가된다. 여기서 ${\alpha}$는 제벡계수(Seebeck coefficient), ${\sigma}$는 전기전도도(electrical conductivity), ${\kappa}$는 열전도도(thermal conductivity), T는 Kelvin 온도를 나타낸다. 500 K에서 800 K까지의 중온 영역에서 우수한 열전특성을 보이는 $Mg_2X$ (X=Si, Ge, Sn)와 이들의 고용체는 성분원소가 독성이 없고, 매장량이 많아 친환경 열전재료로 각광받고 있다. $Mg_2X$ 고용체 중 $Mg_2Si-Mg_2Sn$ 고용체는 Si와 Sn의 큰 원자량 차이로 인해 낮은 열전도도와 높은 성능지수(ZT)를 얻을 것이라 예상되며 열전발전 소자로서의 응용이 기대된다. Sb가 도핑된 $Mg_{2+x}Si_{0.7}Sn_{0.3}Sb_y$ (x=0, 0.1, 0.2, y=0, 0.01) 고용체를 고상합성과 기계적 합금화로 합성한 후, 진공 열간압축 성형을 통해 성공적으로 제조하였다. X선 회절분석으로 상합성과 고용체 형성 여부를 확인하였고, Mg의 과잉첨가와 Sb 도핑에 따른 열전특성의 변화를 조사하였다.

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Establishment of the Monoenergetic Fluorescent X-ray Radiation Fields (교정용 단일에너지 형광 X-선장의 제작)

  • Kim, Jang-Lyul;Kim, Bong-Hwan;Chang, Si-Young;Lee, Jae-Ki
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • v.23 no.1
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    • pp.33-47
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    • 1998
  • Using a combination of an X-ray generator Installed in radiation calibration laboratory of Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) and a series of 8 radiators and filters described in ISO-4037, monoenergetic fluorescent X-rays from 8.6 keV to 75 keV were produced. This fluorescent X-rays generated by primary X-rays from radiator were discriminated $K_{\beta}$ lines with the aid of filter material and the only $K_{\alpha}$ X-rays were analyzed with the high purity Ge detector and portable MCA. The air kerma rates were measured with the 35 co ionization chamber and compared with the calculational results, and the beam uniformity and the scattered effects of radiation fields were also measured. The beam purities were more than 90 % for the energy range of 8.6 keV to 75 keV and the air kerma rates were from 1.91 mGy/h (radiator : Au, filter : W) to 54.2 mGy (radiator : Mo, filter : Zr) at 43 cm from center of the radiator. The effective area of beam at the measurement point of air kerma rates was 12 cm ${\times}$ 12 cm and the influence of scattered radiation was less than 3 %. The fluorescent X-rays established in this study could be used for the determination of energy response of the radiation measurement devices and the personal dosemeters in low photon energy regions.

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