비정질 상을 이용한 호이슬러계 열전재료 제조방법 및 이를 이용한 소자
Method for manufacturing hesler-based thermoelectric material using an amorphous phase and device using the same
특허 요약
본 발명은 비정질 상을 이용한 호이슬러계 열전재료 제조방법 및 이를 이용한 소자에 관한 것으로, 보다 자세하게는 비평형 재료공정을 통해 생성된 비정질 상(amorphous phase) 전구체(precursor)를 활용하고, 비정질 상의 결정화를 통하여 열전효과를 가지는 호이슬러계 상(Heusler based phase)을 포함하는 미세조직을 가지는 분체 및 벌크형 열전재료 또는 소자를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 제조방법은 기존의 열전소재 제조 공정의 효율성을 저하시키는 긴 열처리 시간, 고온의 열처리 온도, 나노 분말화 중의 오염 발생으로 인해 scale-up 시 저하되는 생산성 문제를 획기적으로 저감하여 공정 효율성을 제고하였으며, 통상의 재료공정으로 형성이 곤란한 나노 미세구조 열전 재료와 그의 효율적인 제조 공정을 제공한다.
청구항
번호청구항
1

액상(liquid phase), 고상(solid phase), 기상(gas phase), 또는 제4상으로부터 비정질 기지상을 형성하는 비정질 기지상 형성단계;상기 비정질 기지상에 열적 에너지 주입, 기계적 에너지 주입, 또는 물리적 에너지 주입 방법으로 열전상을 생성하는 결정화 단계; 및결정화 단계 후 벌크 제조를 위한 소결단계;를 포함하고,상기 열전상은 하기 화학식 1로 표시되는, 호이즐러계 열전재료 제조방법:[화학식 1]XaYbZcWd상기 화학식 1에서, X는 V, Nb 및 Ta로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 금속이며,Y는 Fe, Co, Ni로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 금속이며,Z는 Sn, Si 등으로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 금속 또는 준금속이며,W는 Sb, Bi등으로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 금속 또는 준금속이며,a, b, c, d는 각각 0003c#a≤1, 0003c#b≤2, 0003c#c≤1, 0≤d003c#0.1이다.

2

제 1 항에 있어서,상기 비정질 기지상 형성단계는 급랭 응고법, 멜트 스피닝(melt spinning), 스플릿 퀸칭(splat quench), 가스 분사법, 물 분사법, 기계적 합금화, 기계적 에너지 주입, 응축, 및 증착 공정 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는, 호이즐러계 열전재료 제조방법.

3

제 1 항에 있어서,상기 결정화 단계는 열 처리, 볼 밀링, 핸드 밀링, 레이저, 전기 펄스 중 어느 하나 이상을 이용하는 것을 특징으로 하는, 호이즐러계 열전재료 제조방법.

4

제 1 항에 따라 제조된 열전재료를 이용하는 소자.

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