[재료공학]세라믹공학 열전재료(Thermoelectric materials)

소개

신소재공학부의 전공필수인 세라믹공학에서 다루는 열전재료(Thermoelectric materials)에 관한 레포트입니다.
정의와 사용예,제조방법,발전방향,결론 및 고찰,원리등에 관하여 개론적인 정의들이 수록되어 있습니다.

목차

1.Thermoelectric materials의 정의
2.Thermoelectric materials의 원리
3.Thermoelectric materials의 적용예
4.열전발전과 열전냉각
5.열전효과
5-1.peltier효과
5-2.thomson효과
6.열전재료의 제조법
7.열전재료의 개발현황
8.결과 및 고찰

본문내용

1. ‘Thermoelectric materials’의 정의

재료 양단의 온도차에 의하여 전압이 발생하는 Seebeck 효과와 재료 양단 간에 전류를 통하면 한 면이 발열하고 반대면이 흡열하는 Peltier 효과의 열전특성을 갖는 열전재료를 말한다.

2. ‘Thermoelectric materials’의 원리

열전현상(Thermoelectric effect)은 열과 전기사아의 에너지 변환을 의미하며 변환소자의 양단에 온도차이가 있을 때 소자 내부의 carrier가 이동함으로 기전력이 발생하는 현상이다.이러한 열전은 양단간의 온도차를 이용하여 기전력을 얻어내는 Seebeck효과, 기전력으로 냉각와 가열을 하는 Peltier효과, 도체의 선상의 온도차에 의해 기전력이 발생하는 Tomson효과로 나눌수있으며 이러한 Peltier효과를 이용하여 가습기. CPU냉각, 냉정수기, 냉장고등이 실용화에 이용되고 있으며 핵잠수함의 발전, 해수온도차발전, 태양열이용 발전등에서는 수mw급의 발전계획도 진행중이다.

3. ‘Thermoelectric materials’의 적용 예

열전반도체를 이용한 실생활 용품들이 계속해서 계발되고 발전하고 있다.
열전반도체는 서로 다른 N형과 P형 두 개의 반도체로 이루어져있다. 반도체의 주성분은 비수무트, 안티몬과 탤루륨.이들 반도체를 구리전극 사이에 넣고 양쪽 전극에 +와 - 전기를 가하면 반도체의 한쪽은 70℃까지 온도가 올라가고, 반대편은 -10℃까지 온도가 내려간다.
열전반도체의 장점으로는 국부 냉각이 쉽고, 온도조절을 정확히 할 수 있다는 점이다. 그래서 요즘 나오는 펜티엄프로세서 뒤에는 냉각용 열반도체가 붙은게 많고, 항공기의 블랙박스, 적외선 탐지기 등 고속연산 때문에 열이 발생하는 전자회로에는 열전반도체가 사용된다

참고자료

· 세라믹공학