塞贝克系数/电阻分析系统 SeebeckPro
概述
热电材料(也称温差电材料,thermoelectric materials)是一种利用固体内部载流子运动,实现热能和电能直接相互转换的功能材料。热电效应是电流引起的可逆热效应和温差引起的电效应的总称,包括塞贝克(Seebeck)效应、波尔贴(Peltier)效应和汤姆逊(Thomson)效应。
塞贝克效应
1823年,德国人塞贝克(Seebeck)首先发现当两种不同导体构成闭合回路时,如果两个接点的温度不同,则两接点间有电动势产生,且在回路中有电流通过,即温差电现象或塞贝克效应。通常用无量纲热电优值ZT来衡量材料的热电性能
ZT=(S^2*σ*T)/λ
S: 塞贝克系数; [S] = μV/K;I: 电导率; [σ] = 1/Ωm;K: 热导率; [λ] = W/mK
热电材料性能优异的因素:大的塞贝克系数、大的电导率、小的热导率。
提高热电优值ZT的困难在于热电材料自身的塞贝克系数、电导率和热导率不是相互独立的,而是都取决于材料的电子结构以及载流子的传输特性。例如,当通过提高载流子浓度和载流子迁移率来提高电导率时,不仅会增大载流子对热传导的贡献,造成热导率增大,而且往往会降低塞贝克系数。正是由于这三个物理量不能同步调节,热电优值和热电转换效率很难大幅度提高,使得传统块状热电材料的推广应用面临巨大障碍。
热电材料的研发目标:
· 增大塞贝克系数:提高费米能级附近的状态密度,增大载流子有效质量,降低载流子浓度;
· 增大电导率:提高载流子浓度,降低载流子有效质量;
· 对于金属和半导体:设法降低晶格热导率是提高材料热电性能的关键。
主要热电材料体系
· Bi2Te3/Sb2Te3体系
· PbTe体系
· SiGe体系
· CoSb3为代表的方钴矿型热电材料
· Zn4Sb3
· 金属硅化物(如β-FeSi2、MnSi2、CrSi2等)
· NaCo2O4为代表的氧化物等
SeebeckPro技术优势:
· 同步测量塞贝克系数和电阻系数
· 配置垂直或水平放样结构,满足不同用户的要求,方便样品操作
· 铂金大电极设计,和样品可充分接触,对于不均匀样品也可获得良好的导电测试
· 可配置双加热器系统,不均匀样品的温差控制
· 高级应用程序控温技术,包括温差和测量步进等高级要求。
· 0-50K范围的温差可随意设置温差值及温差点的个数
· 自由升/降温、可精确控制温度程序,进行升温、恒温与降温过程中的数据测量
· 温度检测可选S/C型热电偶,最适合测量Si系列热电材料(SiGe, MgSi等)
· 热电偶探针非K型(无需铠装)配置,不会产生非常大的接触电阻
· 热电偶间距可以根据样品尺寸调节或固定,满足不同科研要求
· 自动压力安全保护设计,确保测试过程中不会发生爆炸
· 测量系统:柱状、片状、长方体、薄膜等系统
· 可选最大测试10MΩ高电阻材料系统
高级应用
薄膜热电材料的电导率非常低, 我们的系统(0.00025-150000 S/cm)可以满足科研要求!
SeebeckPro技术参数
温度范围 | -100°C up to 500°C ; RT up to 800°C / 1150°C | |
控温速率 | 0.01 – 100/300K/min | |
控温精度 | +/-0.5K | |
测量方法 | 塞贝克系数:静态直流电 | 电阻系数:四端法 |
测量范围 | 塞贝克系数:0.5μV/K-25V/K | 电阻系数:0.2μOhmm-2.5KOhmm 电导系数:0.00025 S/cm -150000 S/cm |
分辨率 | 塞贝克系数:10nV/K | 电阻系数:10nOhmm |
精度 | 塞贝克系数: ± 7 % | 电导系数:± 7 % |
重复性 | 塞贝克系数: ± 3 % | 电导系数:± 3 % |
电流 | 0 to 160 mA | |
气氛 | He、氧化、还原、真空 | |
真空度 | 10E-3mbar | |
样品尺寸 | 直径或正方形:2 to 4 mm ;长度:6 to 22mm | |
圆片样品 | ? 10-12.7-25.4mm |
全国技术服务24小时热线:400-068-6368 www.setaram.com
法国塞塔拉姆仪器公司上海代表处
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