본 연구에서는 냉간가압성형법과 테이프 캐스팅법을 이용하여 n형 산화물 Ca0.9La0.1-xRxMnO3-δ(R: Ce 및 Bi; 0≤x≤0.1) 열전재료를 제조하였다. 그 후 제조한 Ca0.9La0.1-xRxMnO3-δ 열전재료의 결정구조, 미세구조, 및 열전 특성을 연구하였다. 제조한 모든 시편은 orthorhombic ...
본 연구에서는 냉간가압성형법과 테이프 캐스팅법을 이용하여 n형 산화물 Ca0.9La0.1-xRxMnO3-δ(R: Ce 및 Bi; 0≤x≤0.1) 열전재료를 제조하였다. 그 후 제조한 Ca0.9La0.1-xRxMnO3-δ 열전재료의 결정구조, 미세구조, 및 열전 특성을 연구하였다. 제조한 모든 시편은 orthorhombic perovskite 결정구조를 가졌으며, Ce과 Bi의 함량이 증가할수록 결정립 크기와 밀도가 증가하였다. 테이프 캐스팅법으로 제조한 시편이 냉간가압성형법으로 제조한 시편보다 더 큰 결정립 크기와 밀도를 보였다. 모든 시편의 전기전도도는 금속성 거동을 보였다. 열전능은 음의 값을 가졌으며, 이것은 n형 전도임을 의미한다. Ca0.9La0.1-xCexMnO3-δ 열전재료의 경우, 냉간가압성형법으로 제조한 시편보다 테이프 캐스팅법으로 제조한 시편이 더 우수한 열전 특성을 보였다. 800 ℃에서 무차원 성능지수(ZT)의 크기 순서는 x=0.075 > 0.05 > 0.025 > 0 > 0.1 이었다. 냉간가압성형법과 테이프 캐스팅법으로 제조한 Ca0.9La0.025Ce0.075MnO3-δ 시편의 ZT는 800 ℃에서 각각 0.154와 0.175이었다. 또한, Ca0.9La0.1-xBixMnO3-δ 열전재료의 경우, Ca0.9La0.1-x CexMnO3-δ 열전재료와 같이 냉간가압성형법으로 제조한 시편보다 테이프 캐스팅법으로 제조한 시편이 더 우수한 열전 특성을 보였다. 800 ℃에서 ZT의 크기 순서는 x=0.05 > 0.025 > 0 > 0.075 > 0.1 이었다. 냉간가압성형법과 테이프 캐스팅법으로 제조한 Ca0.9La0.05Bi0.05MnO3-δ 시편의 ZT는 800 ℃에서 각각 0.105과 0.131이었다. 결론적으로, CaMnO3-δ에서 Ca에 La-Ce 및 La-Bi의 co-doping이 열전 특성을 향상시키는데 매우 효과적이며, 테이프 캐스팅법으로 제조한 시편이 냉간가압성형법으로 제조한 시편보다 더 우수한 열전 특성을 보였다.
본 연구에서는 냉간가압성형법과 테이프 캐스팅법을 이용하여 n형 산화물 Ca0.9La0.1-xRxMnO3-δ(R: Ce 및 Bi; 0≤x≤0.1) 열전재료를 제조하였다. 그 후 제조한 Ca0.9La0.1-xRxMnO3-δ 열전재료의 결정구조, 미세구조, 및 열전 특성을 연구하였다. 제조한 모든 시편은 orthorhombic perovskite 결정구조를 가졌으며, Ce과 Bi의 함량이 증가할수록 결정립 크기와 밀도가 증가하였다. 테이프 캐스팅법으로 제조한 시편이 냉간가압성형법으로 제조한 시편보다 더 큰 결정립 크기와 밀도를 보였다. 모든 시편의 전기전도도는 금속성 거동을 보였다. 열전능은 음의 값을 가졌으며, 이것은 n형 전도임을 의미한다. Ca0.9La0.1-xCexMnO3-δ 열전재료의 경우, 냉간가압성형법으로 제조한 시편보다 테이프 캐스팅법으로 제조한 시편이 더 우수한 열전 특성을 보였다. 800 ℃에서 무차원 성능지수(ZT)의 크기 순서는 x=0.075 > 0.05 > 0.025 > 0 > 0.1 이었다. 냉간가압성형법과 테이프 캐스팅법으로 제조한 Ca0.9La0.025Ce0.075MnO3-δ 시편의 ZT는 800 ℃에서 각각 0.154와 0.175이었다. 또한, Ca0.9La0.1-xBixMnO3-δ 열전재료의 경우, Ca0.9La0.1-x CexMnO3-δ 열전재료와 같이 냉간가압성형법으로 제조한 시편보다 테이프 캐스팅법으로 제조한 시편이 더 우수한 열전 특성을 보였다. 800 ℃에서 ZT의 크기 순서는 x=0.05 > 0.025 > 0 > 0.075 > 0.1 이었다. 냉간가압성형법과 테이프 캐스팅법으로 제조한 Ca0.9La0.05Bi0.05MnO3-δ 시편의 ZT는 800 ℃에서 각각 0.105과 0.131이었다. 결론적으로, CaMnO3-δ에서 Ca에 La-Ce 및 La-Bi의 co-doping이 열전 특성을 향상시키는데 매우 효과적이며, 테이프 캐스팅법으로 제조한 시편이 냉간가압성형법으로 제조한 시편보다 더 우수한 열전 특성을 보였다.
In this study, n-type Ca0.9La0.1-xRxMnO3-δ(R: Ce and Bi; 0≤x≤0.1) thermoelectric materials were fabricated by cold compaction and tape casting methods. The crystal structure, microstructure, and thermoelectric properties of the Ca0.9La0.1-xRxMnO3-δ were studied. All the sintered samples had the orth...
In this study, n-type Ca0.9La0.1-xRxMnO3-δ(R: Ce and Bi; 0≤x≤0.1) thermoelectric materials were fabricated by cold compaction and tape casting methods. The crystal structure, microstructure, and thermoelectric properties of the Ca0.9La0.1-xRxMnO3-δ were studied. All the sintered samples had the orthorhombic perovskite structure. As the amount of Ce and Bi in the Ca0.9La0.1-xRxMnO3-δ increased, the grain size and density increased. The grain size and density of tape casting-processed samples were larger than those of cold compaction- processed samples. The electrical conductivity of all the samples decreased with increasing temperature, indicating metallic behavior. The sign of the Seebeck coefficient for all the samples was negative over the entire tempertaure range, indicating n-type conduction. For the Ca0.9La0.1-xCexMnO3-δ, tape casting-processed samples showed better thermoelectric properties in comparison with cold compaction-processed samples. The magnitude of the dimensionless figure of merit(ZT) followed the order of x=0.075 > 0.05 > 0.025 > 0 > 0.1. The values of ZT of cold compaction-processed and tape casting-processed Ca0.9La0.025Ce0.075MnO3-δ at 800 ℃ were 0.154 and 0.175, respectively. For the Ca0.9La0.1-xBixMnO3-δ, tape casting-processed samples showed better thermoelectric properties like Ca0.9La0.1-x CexMnO3-δ, in comparison with cold compaction-processed samples. The magnitude of the ZT followed the order of x=0.05 > 0.025 > 0 > 0.075 > 0.1. The values of ZT of cold compaction-processed and tape casting-processed Ca0.9La0.05Bi0.05MnO3-δ at 800 ℃ were 0.105 and 0.131, respectively. In conclusion, the co-doping of La and Ce and of La and Bi to Ca in the Ca0.9La0.1-xRxMnO3-δ was highly effective for improving thermoelectric properties. The tape casting-processed samples showed better thermoelectric properties in comparison with cold compaction- processed samples.
In this study, n-type Ca0.9La0.1-xRxMnO3-δ(R: Ce and Bi; 0≤x≤0.1) thermoelectric materials were fabricated by cold compaction and tape casting methods. The crystal structure, microstructure, and thermoelectric properties of the Ca0.9La0.1-xRxMnO3-δ were studied. All the sintered samples had the orthorhombic perovskite structure. As the amount of Ce and Bi in the Ca0.9La0.1-xRxMnO3-δ increased, the grain size and density increased. The grain size and density of tape casting-processed samples were larger than those of cold compaction- processed samples. The electrical conductivity of all the samples decreased with increasing temperature, indicating metallic behavior. The sign of the Seebeck coefficient for all the samples was negative over the entire tempertaure range, indicating n-type conduction. For the Ca0.9La0.1-xCexMnO3-δ, tape casting-processed samples showed better thermoelectric properties in comparison with cold compaction-processed samples. The magnitude of the dimensionless figure of merit(ZT) followed the order of x=0.075 > 0.05 > 0.025 > 0 > 0.1. The values of ZT of cold compaction-processed and tape casting-processed Ca0.9La0.025Ce0.075MnO3-δ at 800 ℃ were 0.154 and 0.175, respectively. For the Ca0.9La0.1-xBixMnO3-δ, tape casting-processed samples showed better thermoelectric properties like Ca0.9La0.1-x CexMnO3-δ, in comparison with cold compaction-processed samples. The magnitude of the ZT followed the order of x=0.05 > 0.025 > 0 > 0.075 > 0.1. The values of ZT of cold compaction-processed and tape casting-processed Ca0.9La0.05Bi0.05MnO3-δ at 800 ℃ were 0.105 and 0.131, respectively. In conclusion, the co-doping of La and Ce and of La and Bi to Ca in the Ca0.9La0.1-xRxMnO3-δ was highly effective for improving thermoelectric properties. The tape casting-processed samples showed better thermoelectric properties in comparison with cold compaction- processed samples.
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