基础版 LSR-3(LSR L31)可通过多种可选配件功能扩展应用范围。例如,低温配件支持液氮冷却至 -100 °C 的全自动测量,并配备专用的薄膜适配器,用于测量薄膜及薄层样品。
可选摄像头功能可实现电导率的高精度测定,而高阻配件则显著扩展了测量范围,适用于低电导率样品的表征。
由于计算无量纲值ZT时,除塞贝克系数和电导率外,还需热导率数据,因此通常需借助其他设备(如激光闪射法导热仪 LFA)进行测定。为解决这一问题,林赛斯 LSR 测量系统可集成额外的激光闪射法导热仪(参见 LZT 测量仪),或采用特殊适配器,通过哈曼法直接测量固体材料的热导率。这是一种直接的ZT测定方法,结合原始的两项测量数据,可推导出热导率。集成哈曼法的 LSR 测量系统因其显著附加价值,被称为 LSR-4。通过选配扩展测量电子设备,LSR-4 测量系统还可基于相同测量原理,利用阻抗光谱技术测定热电模块(TEG)的 ZT 值。
类型 | LSR-3 (LSR L31) | ||
温度范围: | 红外炉体:室温至 800 °C / 1100 °C 电阻炉体:室温至 1500 °C 低温炉体:-100 °C 至 500 °C | 水冷系统: | 必选 |
测量方法: | 塞贝克系数:静态直流法 / 斜率法 电阻率:四探针法 | 塞贝克系数 测量范围: | 1 µV/K 至 5000 µV/K(静态直流法) |
气氛: | 惰性、还原性、氧化性、真空 推荐使用低压氦气 | 电导率测量范围: | 0.01 至 2 × 105 S/cm |
样品夹具: | 垂直夹持,位于两电极之间 可选适配器,适用于薄膜和薄层样品 | 电流: | 低漂移电流,0 至 160 mA(可选 220 mA) |
样品尺寸: (塞贝克系数测量) | 底面积:2 至 5 mm2 最大长度:23 mm 最大直径:6 mm | 电极材料: | 镍电极(-100 °C 至 500 °C) 铂电极(-100 °C 至 1500 °C) |
圆盘形样品尺寸: | 直径:10 mm、12.7 mm、25.4 mm | 热电偶类型: | K 型、S 型、C 型 |
热电偶测量间距: | 4 mm、6 mm、8 mm |
附加模块 | LSR-4 升级版 |
直流哈曼法: | 直接测量热电元件的 ZT 值 |
交流阻抗光谱法: | 直接测量热电模块(TEG / Peltier 模块)的 ZT 值 |
温度范围: | -100 °C 至 400 °C 室温至 400 °C |
样品支架: | 针式接触,确保绝热测量条件 |
样品尺寸: | 矩形样品:底边 2 至 5 mm ,最大长度 23 mm 圆柱形样品:最大直径 6 mm ,最大长度 23 mm 模块尺寸:最大 50 mm × 50 mm |
广泛应用于各种块体和薄膜形式的热电材料塞贝克系数和电阻的测量
与美国国家标准与技术研究院(NIST)提供的碲化铋(Bi2Te3)标准样品 (SRM 3451)TM 不同,后者只能在最高 390 K 的有限温度范围内使用,而我们选用的标准样品康铜适用于高达 800 °C 的测量环境。
如图所示测量结果是一条典型曲线,该曲线完全处于规定的公差范围之内。体现了康铜样品在高温条件下的优异稳定性和可靠性。
硅锗合金是一种高温稳定的热电材料,硅锗合金是一种高温稳定的热电材料,通常用于极端环境条件下的应用,例如太空任务或高温废热能量回收。
本实验是为了测试一种新开发合金的低温性能。
如图展示了在林赛斯 LSR 测量系统上使用哈曼方法对 NIST (SRM 3451)TM Bi2Te3 标准样品进行的直接 ZT 值的测量结果,数据结果清晰地展示了单一温度测量点下的典型电压分布。
在本应用案例中,通过确定欧姆电压降和热电电压降之间的关系,就可以轻松计算出室温下的ZT 值。室温下测得的 ZT 值为 0.50 。