1. 최근 이동 통신 기술, 재료 미세 가공 기술 및 정보 기술의 지속적인 발전으로 노트북 컴퓨터와 같은 모바일 기기의 지속적인 소형화 및 다기능화는 전원 공급 장치, 냉각 시스템 및 분산 추진 시스템의 열전 소자에도 적용될 수 있습니다.
2. 소형화를 향해 계속 발전합니다. 전기 냉동 효과로 개발 된 열전 장치는 소형, 경량, 기계식 변속기 부품 없음, 빠른 응답 속도, 긴 수명, 소음 없음, 액체 또는 기체 매체 없음, 환경 오염 문제없이 냉동 장치의 작동 전력을 조정하여 냉각 속도를 조정하거나 가열 작동 상태로 전환하여 정밀한 온도 제어를 달성 할 수있는 등 압축 냉장고가 비교할 수없는 많은 장점을 가지고 있습니다.
3. 열전 재료로 만든 마이크로 소자는 마이크로 전원 공급 장치, 마이크로 구역 냉각, 광통신 레이저 다이오드 및 적외선 센서 온도 조정 시스템의 준비에 널리 사용됩니다.
4. 작동 온도에 따라 열전 발전기는 고온 열전 발전기, 중온 열전 발전기 및 저온 열전 발전기의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 고온 열전 발전기에 사용되는 대표적인 소재는 SiGe 합금이며, 고온 표면의 작동 온도는 약 1000℃, 중온 열전 발전기에 사용되는 대표적인 소재는 PbTe이며, 고온 표면 작동 온도는 약 500℃, 저온 열전 발전기에 사용되는 대표적인 소재는 BiTe이며, 고온 표면의 작동 온도는 약 200~300℃입니다.
5. 재료의 구성에 따라 산화물 열전 재료, 충진 전도성 고분자 복합 재료, 나노 열전 재료, 초 격자 열전 재료, 준결정 열전 재료, 케이지 화합물 열전 재료, 저차원 열전 재료 및 기능 그라데이션 열전 재료 등으로 나눌 수 있습니다.
6. 금속 산화물은 일반적으로 열 및 화학적 안정성이 높고 고온 및 산소 분위기에서 사용할 수 있으며 대부분의 산화물은 무독성, 무공해, 환경 친화적, 긴 수명, 간단한 준비, 저렴한 비용 등입니다.
7. 장점, 고온 산업에서의 적용 가능성이 크고 환경 친화적인 열전 소재입니다. 단점은 전도도가 너무 낮아 실제 적용에 제한이 있다는 것입니다.
8. 향후 연구 목표는 소재의 전도도를 향상시키거나 전도도가 높은 소재를 찾는 것입니다. 산화물 열전 소재는 고성능 수소 센서, 태양광 발전, 고성능 수신기, 초소형 근거리 통신 장치 등의 분야에도 활용될 수 있습니다.
9. 전도성 고분자 복합 재료는 저렴한 가격, 가벼운 무게, 우수한 유연성이라는 장점을 가지고 있습니다. 점 전도도가 낮은 전도성 폴리머에 전도도가 높은 스커터루다이트를 충전하면 복잡한 밴드 구조를 가진 복합 소재를 얻을 수 있습니다.
10. 복잡한 밴드 구조는 고성능 열전 반도체 소재의 필수 조건이므로 최적화 후 많은 수의 유기-무기 계면이 존재하면 포논 반사 가능성이 높아지고 열전도율은 더욱 낮아집니다. 이를 통해 고성능 열전 반도체 소재를 제조할 수 있습니다. 열전 재료의
11. 나노 열전 소재는 새롭게 떠오르는 열전 소재 시스템입니다. 나노 과학과 나노 기술의 급속한 발전과 함께 나노 열전 재료 연구도 많은 연구자들의 관심을 끌고 있습니다. 기존의 벌크 열전 재료가 나노화되면 나노 재료의 계면 효과와 양자 효과로 인해 점 전도도를 크게 줄이지 않고도 재료의 열전도도를 줄일 수 있으므로 더 큰 열전 수치를 얻을 수 있습니다. 동시에 나노 소재는 도핑을 더 편리하게 조정할 수 있어 추가 탐색에 도움이 됩니다.
12. 초격자 물질은 다층 이종 구조를 가진 반도체 화합물로, 두 종류의 매우 얇은 반도체 단결정 필름을 번갈아 성장시켜 형성됩니다. 각 필름에는 일반적으로 몇 개에서 수십 개의 원자 층이 포함되어 있기 때문에 양자 효과가 뚜렷하여 많은 새로운 물리적 특성이 나타납니다.
13. 초격자 재료의 또 다른 중요한 특징은 많은 인터페이스와 구조의 주기성으로 포논 산란을 증가시키는 데 도움이되며 동시에 표면의 전자 산란 증가가 적어 열전도율이 낮고 전기 전도도가 높은 재료를 얻을 수 있다는 것입니다.
14. 준결정 물질은 병진 대칭이 없는 결정과 같은 물질로, 일반적으로 5배, 10배, 12배 회전축과 같이 결정에는 없는 대칭축을 가지고 있습니다. 준결정과 초전도체는 1980년대에 응집 물질 물리학의 두 가지 중요한 발전으로 꼽혔습니다. 발견 이후 구조와 물리적 특성에 대한 연구는 상당한 진전을 이루었습니다. 준결정 물질의 물질 구조의 특수성으로 인해 전자 구조의 특수성이 발생합니다.
15. 준결정 물질은 비정상적으로 넓은 온도 적응성을 가지고 있습니다. 기존의 반도체 전도 메커니즘과는 다릅니다. 열전위와 전기 전도도는 온도가 증가함에 따라 증가하는 반면, 열전도도는 온도가 증가함에 따라 완만하게 증가합니다. 일부 준결정질 소재는 다공성 구조를 가지고 있어 소재의 열전도율을 낮추는 데도 도움이 됩니다. 일반 합금에 비해 준결정 재료의 열전도도는 일반 합금보다 2 배 이상 낮으며 준결정 샘플의 품질이 더 좋습니다.
16. 구조가 완벽할수록 열전도율이 낮아져 열전 재료로 매우 유리한 준결정을 만들 수 있습니다. 또한 준결정은 내식성, 내산화성, 높은 경도 및 열 안정성과 같은 다른 많은 우수한 물리적 특성도 가지고 있습니다. 요컨대, 새로운 재료 시스템으로서 준결정 재료는 많은 우수한 특성을 나타내며 열전 발전 및 전기 냉장 분야에서 좋은 응용 전망을 가지고 있습니다.
17. 전기 냉장은 20년 이상 생물학 및 의료 기기에 사용되어 왔습니다. 무소음, 무진동, 작은 크기, 편리한 사용이라는 장점으로 PCR 기기, 인공호흡기 에어 펌프, 냉동 메스, 조직 절단을 위한 콜드 테이블 등 일련의 신제품이 성공적으로 개발되었습니다. 전기 냉장의 또 다른 중요한 응용 분야는 초전도 재료의 사용을 위한 저온 환경을 제공하는 것입니다. 고온 초전도 재료 장치의 적용은 냉동 기술에 따라 달라지기 때문에 현재 냉동은 냉매(액체 헬륨, 액체 질소 등)를 사용하는데, 이는 자주 보충해야 하므로 매우 불편하고 복잡한 냉동 설비를 사용해야 합니다.
18. 따라서 저온 영역(액체 헬륨 온도 이하)에서 우수한 성능을 가진 열전 소재를 얻을 수 있다면 초전도 기술의 빠른 발전을 촉진할 수 있습니다. 일반적으로 열전 발전 및 전기 냉장 기술의 적용에는 아직 극복되지 않은 많은 문제가 있습니다. 열전 장치의 적용은 효율이 낮고 비용이 많이 든다는 단점이 있습니다. 따라서 전기 냉동 및 발전은 주로 에너지 변환 효율을 기본으로하지 않는 응용 분야에서 사용됩니다. 이 경우의 주요 고려 사항. 고성능 열전 재료의 개발과 열전 기술의 발전으로 열전 장치의 적용이 더욱 광범위해질 것으로 믿어집니다.
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