Úvod
Pro zlepšení a optimalizaci termoelektrických materiálů je nutné zkoumat jejich termofyzikální a termoelektrické vlastnosti. Vedle přístrojů s laserovým bleskem nyní NETZSCH nabízí také přístroj Elektrická vodivost (SBA)Elektrická vodivost je fyzikální vlastnost udávající schopnost materiálu přenášet elektrický náboj. SBA 458 Nemesis® (obr. 1) pro současné měření elektrické vodivosti a Seebeckova koeficientu. Přístroj Elektrická vodivost (SBA)Elektrická vodivost je fyzikální vlastnost udávající schopnost materiálu přenášet elektrický náboj. SBA 458 Nemesis® má mnoho speciálních vlastností s ohledem na snadnou obsluhu a vysokou přesnost měření.
Příklad měření
Při vývoji vysoce výkonných termoelektrických materiálů je třeba usilovat o nízkou tepelnou vodivost a vysoké hodnoty elektrické vodivosti a Seebeckova koeficientu. Tyto vlastnosti jsou výhodné také v případě, že je požadována vysoká přesnost měření. Čím vyšší je měřicí signál, tím nižší jsou okrajové efekty. Zároveň je Tepelná vodivostTepelná vodivost (λ s jednotkou W/(m-K)) popisuje přenos energie - ve formě tepla - hmotným tělesem v důsledku teplotního gradientu (viz obr. 1). Podle druhého termodynamického zákona teplo vždy proudí ve směru nižší teploty.tepelná vodivost termoelektrických materiálů nízká, což pomáhá zaručit homogenní rozložení teploty ve vzorku. Pokud je však vzorek vysoce tepelně vodivý a vykazuje pouze small termoelektrický efekt, je měření mnohem obtížnější. Nejmenší asymetrie nebo špatné tepelné spojení s topnými tělesy mohou vést k tomu, že se ve vzorku vytvoří nehomogenní teplotní profily, což vede ke zvýšení nejistot měření. V tomto ohledu je čistý nikl materiálem často používaným pro přesné zkoušky na Seebeckových přístrojích.
Obrázek 2 ukazuje měření na čistém niklu ve srovnání s literárními údaji. Je zřejmé, že body měření stanovené pomocí přístroje Elektrická vodivost (SBA)Elektrická vodivost je fyzikální vlastnost udávající schopnost materiálu přenášet elektrický náboj. SBA 458 jsou ve velmi dobré shodě s literárními údaji a všechny leží v rozmezí ±5 %. To ukazuje, že přístroj Elektrická vodivost (SBA)Elektrická vodivost je fyzikální vlastnost udávající schopnost materiálu přenášet elektrický náboj. SBA 458 je z hlediska nejistoty měření výrazně lepší než specifikace, a to i u materiálů, které se obtížně měří, jako je nikl.
Souhrn
Pouze díky složitému uspořádání měření - se dvěma přídavnými topnými tělesy, proudovými kolíky a termočlánky s pláštěm upevněnými zespodu a definovaným kontaktním tlakem řízeným pomocí pružin - je nyní možné provádět měření i na materiálech s velmi nízkým Seebeckovým součinitelem a poměrně vysokou tepelnou vodivostí.