ฐานข้อมูลวิทยานิพนธ์ (E-Thesis) SNRU

สืบค้นเอกสารฉบับเต็ม (Full Text) จากฐานข้อมูลวิทยานิพนธ์ (Thesis Database) ของบัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยราชภัฏสกลนคร

ชื่อวิทยานิพนธ์
การพัฒนาอุปกรณ์รับรู้อุณหภูมิด้วยเทอร์โมอิเล็กเซลล์สำหรับอุตสาหกรรม
Development of Temperature Sensor by Thermoelectric Cell for Industry
ผู้จัดทำ
สุรศักดิ์ ร่วมรักษ์ รหัส 59325103101 ระดับ ป.โท ภาคปกติ
หลักสูตร
วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต (วท.ม.) สาขาวิชา ฟิสิกส์
ปี พ.ศ.
2561
ที่ปรึกษา
รองศาสตราจารย์ ดร.ทศวรรษ สีตะวัน
บทคัดย่อ

บิสมัทเทลลูไรด์ (Bi2Te3) และแอนติมอนีเทลลูไรด์ (Sb2Te3) เป็นวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกที่ดี เนื่องจากมีค่าสัมประสิทธิ์ซีเบกสูง และค่าสภาพนำความร้อนต่ำ งานวิจัยนี้ได้ประยุกต์วัสดุเทอร์โมอิเล็กทริก Bi2Te3 และ Sb2Te3 เป็นอุปกรณ์รับรู้อุณหภูมิ เพื่อแจ้งเตือนอุณหภูมิและลดความเสียหายของเครื่องผลิตน้ำแข็ง ห้างหุ้นส่วนจำกัดกรเดชน้ำแข็งหลอด จังหวัดสกลนคร การวิจัยแบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ ศึกษาสมบัติทางกายภาพ วัดสมบัติทางเทอร์โมอิเล็กทริก และ การประดิษฐ์อุปกรณ์รับรู้อุณหภูมิของก้อนสาร Bi2Te3 และ Sb2Te3

การวิเคราะห์โครงสร้างผลึกด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ สังเกตโครงสร้างระดับจุลภาคด้วยกล้องอิเล็กตรอนแบบส่องกราด และวิเคราะห์ธาตุด้วยการกระจายพลังงานสเปกโทรสโกปีรังสีเอกซ์ของก้อนสาร Bi2Te3 และ Sb2Te3 ตามลำดับ พบว่า Bi2Te3 แสดงเฟสเดี่ยวมีของโครงสร้างแบบเฮกซะโกนอล และ Sb2Te3 แสดงเฟสผสม มีโครงสร้างแบบ เฮกซะโกนอลสอดคล้องกับผลการวิเคราะห์โครงสร้างผลึกและโครงสร้างระดับจุลภาค ซึ่งอนุภาคของก้อนสาร Bi2Te3 และ Sb2Te3 มีการกระจายตัวของสารไม่สม่ำเสมอ ทำให้สภาพนำความร้อนมีค่าต่ำเพราะโฟนอนกระเจิงเพิ่มขึ้น

การวัดสภาพต้านทานไฟฟ้าและสัมประสิทธิ์ซีเบกของก้อนสาร Bi2Te3 และ Sb2Te3 ด้วยเทคนิคสถานะคงตัวของเครื่อง ZEM-3 วัดสภาพนำความร้อนด้วยเทคนิคสถานะคตัวของเครื่องที่สร้างขึ้นเอง เพื่อคำนวณหาค่าไดเมนชันเลสฟิเกอร์ออฟเมริทในช่วงอุณหภูมิห้องถึง 500 K พบว่า สาร Bi2Te3 มีค่าสัมประสิทธิ์ซีเบกเป็นลบแสดงว่าเป็นวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกชนิดเอ็น และ Sb2Te3 มีค่าสัมประสิทธิ์ซีเบกเป็นบวกแสดงว่าเป็นวัสดุเทอร์โทอิเล็กทริกชนิดพี สารทั้งสองมีค่าสภาพต้านทานไฟฟ้าและสภาพนำความร้อนต่ำ ทำให้ที่อุณหภูมิห้องมีค่าไดเมนชันเลสฟิเกอร์ออฟเมริทสูง

การประดิษฐ์อุปกรณ์รับรู้อุณหภูมิจากก้อนสาร n-Bi2Te3 และ p-Sb2Te3
 เทอร์โมอิเล็กทริก เพื่อแจ้งเตือนอุณหภูมิและลดความเสียหายให้กับคอมเพรสเซอร์ และ คอนเดนเซอร์ของเครื่องผลิตน้ำแข็ง พบว่า อุณหภูมิที่วัดได้มีค่าใกล้เคียงกับเทอร์โมคัปเปิลชนิด K ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการวิจัยครั้งนี้ทำตั้งแต่ต้นน้ำ กลางน้ำ และปลายน้ำ เพื่อประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวันได้จริง

Abstract

Bismuth Telluride (Bi2Te3) and Antimony Telluride (Sb2Te3) are good thermoelectric materials due to highest Seebeck coefficient and lowest thermal conductivity. In this research, the thermoelectric material of Bi2Te3 and Sb2Te3 were applied to temperature sensor to alert the temperature for reducing the damage of the machine in Korn Det industry, Sakon Nakhon province. The research is separated in 2 parts which are physical thermoelectric properties, and fabricated temperature sensor of Bi2Te3 and Sb2Te3 bulk materials.

The microstructure and chemical composition of Bi2Te3 and Sb2Te3 bulk materials were analyzed by using the X-Ray Diffractometer, scanning electron microscopy and dispersive X-ray spectroscopy. It was found that the Bi2Te3 shows a single phase with a hexagonal structure, and Sb2Te3 shows mixed phase with a hexagonal structure correspond with crystal structure, and micro structure. The particles of the Bi2Te3 and Sb2Te3 had undistributed materials, effecting on low thermal conductivity because of increasing phonon scattering.

The electrical resistivity and Seebeck coefficient of the Bi2Te3 and Sb2Te3 bulk materials were measured by steady state method of ZEM-3 machine. The thermal conductivity was measured by steady state method of laboratory apparatus for calculated the dimensionless figure of merit at the room temperature to 500 K. It was found that the Bi2Te3 shows negative values (n-type thermoelectric materials) and Sb2Te3 shows positive values (p-type thermoelectric materials). The both materials have lowest electrical resistivity and thermal conductivity effecting on highest the dimensionless figure of merit.

The temperature sensor was fabricated from the n-Bi2Te3 and p-Sb2Te3 bulk thermoelectric materials to alert the temperature for reducing the damage of the compressor and condenser in ice making machine. The temperature sensor is similar to K-type thermocouples, providing value chain to apply in dairy life.

คำสำคัญ
เทลลูไรด์, แอนติมอนีเทลลูไรด์, วัสดุเทอร์โมอิเล็กทริก, สมบัติเทอร์โมอิเล็กทริก, อุปกรณ์รับรู้
Keywords
Bismuth Telluride, Antimony Telluride, thermoelectric materials thermoelectric properties, sensor
ไฟล์วิทยานิพนธ์
ลำดับที่ ดาวน์โหลดไฟล์ ขนาดไฟล์
1 หน้าปก 80.86 KB
2 ใบรับรองวิทยานิพนธ์ 77.22 KB
3 บทคัดย่อ 115.95 KB
4 สารบัญ 266.82 KB
5 บทที่ 1 199.09 KB
6 บทที่ 2 1,164.35 KB
7 บทที่ 3 1,465.27 KB
8 บทที่ 4 1,050.07 KB
9 บทที่ 5 108.29 KB
10 บรรณานุกรม 223.94 KB
11 ภาคผนวก ก 1,509.87 KB
12 ภาคผนวก ข 109.70 KB
13 ภาคผนวก ค 1,202.36 KB
14 ประวัติย่อของผู้วิจัย 52.60 KB
วันที่นำเข้าข้อมูล
7 เมษายน 2562 - 10:31:19
View 897 ครั้ง


^