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영어

The effect of SiO2 addition on the thermoelectric property of Fe-Si alloy was investigated. The starting Fe-Si alloy powders were obtained from ingots in the composition Fe0.95Mn0.05Si2 and Fe0.97Co0.03Si2 added 0～ 2wt% SiO2, which were prepared in a RF inductive furnace from Fe, Si, Mn, and SiO2 powders. The various starting powders were pressed into a compact, and sintered at 1200℃ for 10h, heat treated at 830℃ for 100h under Ar+7%H2 atmosphere to transform to the semiconducting β-FeSi2 phase. The Seebeck coefficient and electrical conductivity were measured for the same specimen at 150～700℃ under Ar atmosphere. The Seebeck coefficient increased with increasing temperature, that of Mn-doped FeSi2 exhibited the maximum value at about 650K and decreased with increasing temperature. The Seebeck coefficient of Co-doped FeSi2 exhibited the maximum value at about 750K and decreased slightly and/or little changed with increasing temperature. The Seebeck coefficient for all specimens increased with increasing the amount of SiO2 additive exhibited insulating behavior. On the other hand, electrical conductivity decreased with increasing the amount of SiO2 additive. Amount of ε-FeSi exhibited metallic conduction and microstructure(density, porosityb etc.) were considerably effective to electrical conductivity. The maximum value of power factor was the order of 10-5.14 at above 800K for p-type FeSi2 added 0.5 wt% SiO2, 10-5.05 at above 750K for n-type FeSi2 added 2wt% SiO2.

한국어

SiO2 첨가가 Fe-Si계 합금의 열전물성에 미치는 영향에 대해 연구하였다. Fe, Si, Mn(p형 불순물), Co(n형 불순물) 및 SiO2의 혼합 분말을 고주파 유도가열로를 이용해서 0～2wt% SiO2 첨가 Fe0.97Mn0.05Si2 및 Fe0.97Co0.03Si2 ingot을 제조하였다. Ingot을 분쇄해서 체가름한 분말을 성형하고, Ar+7%H2 분위기 1200℃에서 10 시간 소결시킨 후 반도성인 β-FeSi2상으로의 상전이를 위해 830℃에서 100시간 열처리 공정을 행하였다. Ar 분위 기 150～700℃에서 동일 시편에 대해 Seebeck 계수와 도전율을 측정하였다. 온도 상승과 함께 Seebeck 계수가 상승하였고, Mn 고용 p형 FeSi2는 650K 부근에서 최고값을 갖고 감소하였으며, Co 고용 n형 FeSi2는 750K 부근 을 경계로 점차 감소 또는 유지하는 경향을 나타내었다. 절연성 SiO2의 영향으로 SiO2 첨가량이 증가함에 따라 Seebeck 계수가 상승하였다. 반면에 도전율은 SiO2 첨가량이 증가함에 따라 감소하였으며, 금속전도성인 ε-FeSi 상의 잔존량과 함께 밀도 및 기공률 등의 미세구조의 영향도 상당히 크게 기여하였다. Power factor는 p형 FeSi2 에서는 SiO2를 0.5wt% 첨가한 시편이 800K 이상에서 10-5.14대, n형 FeSi2에서는 2wt% 첨가한 시편이 750K 이 상에서 10-5.05대로 가장 큰 값을 나타내었다.