基礎(chǔ)版 LSR-3(LSR L31)可通過多種可選配件功能擴(kuò)展應(yīng)用范圍。例如,低溫配件支持液氮冷卻至 -100 °C 的全自動(dòng)測量,并配備專用的薄膜適配器,用于測量薄膜及薄層樣品。
可選攝像頭功能可實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率的高精度測定,而高阻配件則顯著擴(kuò)展了測量范圍,適用于低電導(dǎo)率樣品的表征。
由于計(jì)算無量綱值 ZT 時(shí),除塞貝克系數(shù)和電導(dǎo)率外,還需熱導(dǎo)率數(shù)據(jù),因此通常需借助其他設(shè)備(如激光閃射法導(dǎo)熱儀 LFA)進(jìn)行測定。為解決這一問題,林賽斯 LSR 測量系統(tǒng)可集成額外的激光閃射法導(dǎo)熱儀(參見 LZT 測量儀),或采用特殊適配器,通過哈曼法直接測量固體材料的熱導(dǎo)率。這是一種直接的ZT測定方法,結(jié)合原始的兩項(xiàng)測量數(shù)據(jù),可推導(dǎo)出熱導(dǎo)率。集成哈曼法的 LSR 測量系統(tǒng)因其顯著附加價(jià)值,被稱為 LSR-4 。通過選配擴(kuò)展測量電子設(shè)備,LSR-4 測量系統(tǒng)還可基于相同測量原理,利用阻抗光譜技術(shù)測定熱電模塊(TEG)的 ZT 值。
類型 | LSR-3 (LSR L31) | ||
溫度范圍: | 紅外爐體:室溫至 800 °C / 1100 °C 電阻爐體:室溫至 1500 °C 低溫爐體:-100 °C 至 500 °C | 水冷系統(tǒng): | 必選 |
測量方法: | 塞貝克系數(shù):靜態(tài)直流法 / 斜率法 電阻率:四探針法 | 塞貝克系數(shù) 測量范圍: | 1 μV/K 至 5000 μV/K(靜態(tài)直流法) |
氣氛: | 惰性、還原性、氧化性、真空 推薦使用低壓氦氣 | 電導(dǎo)率測量范圍: | 0.01 至 2 × 105 S/cm |
樣品夾具: | 垂直夾持,位于兩電極之間 可選適配器,適用于薄膜和薄層樣品 | 電流: | 低漂移電流,0 至 160 mA(可選 220 mA) |
樣品尺寸: (塞貝克系數(shù)測量) | 底面積:2 至 5 mm2 最大長度:23 mm 最大直徑:6 mm | 電極材料: | 鎳電極(-100 °C 至 500 °C) 鉑電極(-100 °C 至 1500 °C) |
圓盤形樣品尺寸: | 直徑:10 mm、12.7 mm、25.4 mm | 熱電偶類型: | K 型、S 型、C 型 |
熱電偶測量間距: | 4 mm、6 mm、8 mm |
附加模塊 | LSR-4 升級(jí)版 |
直流哈曼法: | 直接測量熱電元件的 ZT 值 |
交流阻抗光譜法: | 直接測量熱電模塊(TEG / Peltier 模塊)的 ZT 值 |
溫度范圍: | -100 °C 至 400 °C 室溫至 400 °C |
樣品支架: | 針式接觸,確保絕熱測量條件 |
樣品尺寸: | 矩形樣品:底邊 2 至 5 mm ,最大長度 23 mm 圓柱形樣品:最大直徑 6 mm ,最大長度 23 mm 模塊尺寸:最大 50 mm × 50 mm |
與美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)提供的碲化鉍(Bi2Te3)標(biāo)準(zhǔn)樣品 (SRM 3451)TM 不同,后者只能在最高 390 K 的有限溫度范圍內(nèi)使用,而我們選用的標(biāo)準(zhǔn)樣品康銅適用于高達(dá) 800 °C 的測量環(huán)境。
如圖所示測量結(jié)果是一條典型曲線,該曲線完全處于規(guī)定的公差范圍之內(nèi)。體現(xiàn)了康銅樣品在高溫條件下的優(yōu)異穩(wěn)定性和可靠性。
硅鍺合金是一種高溫穩(wěn)定的熱電材料,硅鍺合金是一種高溫穩(wěn)定的熱電材料,通常用于極端環(huán)境條件下的應(yīng)用,例如太空任務(wù)或高溫廢熱能量回收。本實(shí)驗(yàn)是為了測試一種新開發(fā)合金的低溫性能。
如圖展示了在林賽斯 LSR 測量系統(tǒng)上使用哈曼方法對 NIST (SRM 3451)TM Bi2Te3 標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行的直接 ZT 值的測量結(jié)果,數(shù)據(jù)結(jié)果清晰地展示了單一溫度測量點(diǎn)下的典型電壓分布。
在本應(yīng)用案例中,通過確定歐姆電壓降和熱電電壓降之間的關(guān)系,就可以輕松計(jì)算出室溫下的 ZT 值,室溫下測得的 ZT 值為 0.50 。