We obtained the analytical expression for the effective thermoelectric properties and dimensionless figure of merit of a composite with interfacial electrical and thermal resistances using a micromechanics-based homogenisation. For the first time, we derived the Eshelby tensor for a spherical inclusion as a function of the interfacial resistances and obtained the solutions of the effective Seebeck coefficient and the electrical and thermal conductivities of a composite, which were validated against finite-element analysis (FEA). Our analytical predictions well match the effective properties obtained from FEA with an inclusion volume fraction up to 15%. Because the effective properties were derived with the assumption of a small temperature difference, we discuss a heuristic method for obtaining the effective properties in the case where a thermoelectric composite is subjected to a large temperature difference.
마이크로메카닉스 기반의 균질화법을 이용하여 계면 전기 저항과 계면 열 저항을 갖는 복합재의 유효 열전 물성치와 유효 성능 지수를 예측하는 이론식을 구하였다. 본 연구에서는 복합재의 함유체가 구형일 때 계면 저항에 따른 이쉘비 텐서, 유효 지벡 계수, 유효 전기 전도도, 유효 열 전도도를 최초로 이론적으로 도출하고 이를 유한 요소 해석을 통해 검증하였다.
이론적으로 예측한 물성치 결과는 함유체의 부피비 15%까지 유한 요소 해석의 결과와 잘 맞았다. 마지막으로 본 이론식은 복합재에 부과되는 온도 차이가 작을 때에 대하여 유도되었는데 복합재에 부과되는 온도 차이가 클 때 이론식을 적용하여 열전 복합재의 유효 물성치를 예측하기 위한 방법이 논의되었다.
