Bevezetés
Ez az alkalmazási megjegyzés a BiTeSe anyag elemzésével foglalkozik az Elektromos vezetőképesség (SBA)Az elektromos vezetőképesség egy olyan fizikai tulajdonság, amely az anyag azon képességét jelzi, hogy lehetővé teszi az elektromos töltés továbbítását.SBA 458 Nemesis® segítségével (1. ábra). Az Elektromos vezetőképesség (SBA)Az elektromos vezetőképesség egy olyan fizikai tulajdonság, amely az anyag azon képességét jelzi, hogy lehetővé teszi az elektromos töltés továbbítását.SBA 458 lehetővé teszi a BiTeSe Seebeck-együtthatójának és Elektromos vezetőképesség (SBA)Az elektromos vezetőképesség egy olyan fizikai tulajdonság, amely az anyag azon képességét jelzi, hogy lehetővé teszi az elektromos töltés továbbítását.elektromos vezetőképességének mérését is, nagy reprodukálhatósággal és mérési pontossággal. Ezt számos mérési példán keresztül mutatjuk be a következő szakaszokban. Emellett hasznos ajánlásokat adunk a mérési paraméterek beállításához.
Az SBA 458 kialakítása Nemesis®
Az Elektromos vezetőképesség (SBA)Az elektromos vezetőképesség egy olyan fizikai tulajdonság, amely az anyag azon képességét jelzi, hogy lehetővé teszi az elektromos töltés továbbítását.SBA 458 Nemesis® segítségével a Seebeck-együttható és az Elektromos vezetőképesség (SBA)Az elektromos vezetőképesség egy olyan fizikai tulajdonság, amely az anyag azon képességét jelzi, hogy lehetővé teszi az elektromos töltés továbbítását.elektromos vezetőképesség egyidejűleg mérhető. A 2. ábra az Elektromos vezetőképesség (SBA)Az elektromos vezetőképesség egy olyan fizikai tulajdonság, amely az anyag azon képességét jelzi, hogy lehetővé teszi az elektromos töltés továbbítását.SBA 458 sematikus felépítését mutatja. A minta vízszintesen fekszik a mintatartón. Balra és jobbra a kerámia mintatartóban fűtőelemek találhatók, amelyekkel a minta mindkét irányában hőmérséklet-gradiens hozható létre. A termoelemek a minta alsó felülete alatt helyezkednek el. Ezek mérik a hőmérsékleti gradiens által generált termoelektromos feszültséget. Ez alapján kiszámítható a Seebeck-együttható. A minta alsó felülete alatti termoelemek mellett elektromos érintkezési pontok találhatók, amelyek segítségével áramot fecskendeznek a mintába. Az így keletkező feszültséget a termoelemlábak segítségével mérik. Ezt az információt és a minta geometriájára vonatkozó korrekciós függvényeket felhasználva kiszámítható az Elektromos vezetőképesség (SBA)Az elektromos vezetőképesség egy olyan fizikai tulajdonság, amely az anyag azon képességét jelzi, hogy lehetővé teszi az elektromos töltés továbbítását.elektromos vezetőképesség.
Az SBA 458 fő jellemzői Nemesis®
Az SBA 458 Nemesis® rendelkezik néhány kulcsfontosságú jellemzővel, amelyeket a következőkben röviden ismertetünk. Az egyes feltételek részletes leírásához értékesítési képviselőnk szívesen áll rendelkezésére.
Plug-and-measure
Az SBA 458 készülékkel a legkülönbözőbb mintageometriák mérhetők. Ezek közé tartoznak a kerek minták, rúdminták, vékony rétegek, bevonatok és tipikus LFA-minták. A minták cseréje gyors és egyszerű eljárás. A nehézkes intervallummérések vagy más bonyolult munkafolyamatok megszűnnek.
Robusztus rendszer
A termoelemek burkolata (K típusú, inconel bevonat) megakadályozza a minta és a termoelem reakcióját vagy szennyeződését. Ezenkívül a termoelemek és az elektromos érintkezési pontok rögzítettek. Ez kiküszöböli a termoelemek pozíciójának elmozdulását és az ebből eredő zavarokat a mérésekben. Ez azt is lehetővé teszi, hogy a termoelemek és az elektromos érintkezési pontok könnyen cserélhetők legyenek.
Minőségi ellenőrzés
Mind az Elektromos vezetőképesség (SBA)Az elektromos vezetőképesség egy olyan fizikai tulajdonság, amely az anyag azon képességét jelzi, hogy lehetővé teszi az elektromos töltés továbbítását.elektromos vezetőképesség mérésénél, mind a Seebeck-együttható meghatározásánál lehetőség van minőségellenőrzésre. Így minden egyes mérés és minden egyes hőmérsékleti lépés előtt megállapítható, hogy a mért érték helyes-e, vagy például a minta és a termoelemek közötti érintkezési problémák vagy más probléma meghamisította-e a mérést. Ez lehetővé teszi a nagy mérési pontosság elérését.
A BiSeTe tulajdonságai és alkalmazási területei
A bizmut-tellurid a telluridok csoportjába tartozik. Ez egy szürke por, amely bimut(III)tellurid néven is ismert. Félvezetőnek minősül, és antimonnal vagy szelénnel ötvözhető. Jelen esetben BiSeTe mintákat alkalmaztak, amelyek kémiai összetétele Bi2Se0,25Te2,75. E minták sűrűsége 7,8 g/cm³ (rúdminták), illetve 7,82 g/cm³ (kerek minták), és N típusú termoelektrikumok.
A 3. ábra a három anyag, a BiTe, a PbTe és a SiGe érdemszámát mutatja. Látható, hogy a BiTe főként az alacsonyabb hőmérsékleti tartományban mutatja a maximumát, ezért itt alkalmazzák. A BiSeTe-t például mobil hűtők hűtési funkciójára használják.
BiSeTe mérések az SBA 458 készülékkel
Ismételhetőség
A BeSeTe Seebeck-együtthatója és elektromos vezetőképessége egyaránt nagy megismételhetőséggel mérhető az SBA 458 készülékkel. Az ismételhetőség meghatározásához a mintát ismételten meg kell mérni azonos körülmények között, azaz azonos mérési paraméterekkel. Minden mérés után a mintát kiveszik és újból behelyezik. A BiSeTe-mintára példaként a 4. és 5. ábra hét mérést mutat be mind a Seebeck-együtthatóra, mind az elektromos vezetőképességre vonatkozóan a 3 x 1 x 15 (b x h x l) méretű BiSeTe-mintán. A megismételhetőséget itt a Seebeck-együttható mérése tekintetében ± 2%-osnak, az Elektromos vezetőképesség (SBA)Az elektromos vezetőképesség egy olyan fizikai tulajdonság, amely az anyag azon képességét jelzi, hogy lehetővé teszi az elektromos töltés továbbítását.elektromos vezetőképesség mérése tekintetében pedig ± 1,5%-osnak határozták meg. Ezek az értékek más (más geometriájú) BiSeTe-minták mérésével, valamint más SBA 458 műszerekkel végzett mérésekkel megerősíthetők.
Reprodukálhatóság
Az SBA 458 készülékkel a BiSeTe-minták nagy reprodukálhatósággal mérhetők a Seebeck-koefficiensA Seebeck-együttható az indukált termoelektromos feszültség és az elektromos vezető két pontja közötti hőmérsékletkülönbség hányadosa.Seebeck-koefficiens és az elektromos vezetőképesség tekintetében. Ez a nagyfokú reprodukálhatóság az eltérő mintageometriától, a large mintamennyiségtől, illetve a különböző SBA 458 műszerekkel végzett mérésektől függetlenül érvényes.
Ennek példájaként két különböző geometriájú BiSeTe-mintát mértünk. A vizsgálathoz egy 3 x 1 x 15 mm (b x h x l) méretű rúdminta és egy 12,5 x 1 mm átmérőjű rúdminta állt rendelkezésre. Mindkét mintát egyenként háromszor mértük, és összehasonlítottuk a Seebeck-együttható és az elektromos érték értékét. Ez ± 2%-os reprodukálhatóságot eredményezett mind a Seebeck-koefficiensA Seebeck-együttható az indukált termoelektromos feszültség és az elektromos vezető két pontja közötti hőmérsékletkülönbség hányadosa.Seebeck-koefficiens, mind az elektromos vezetőképesség mérésénél.
A megfelelő mérési paraméterek ajánlása
Az összes itt bemutatott SBA 458 mérést nitrogén alatt végeztük, 50 ml/perc gázáramlással. Ezenkívül 0,01 A maximális árambefecskendezést és 8 V fűtőfeszültséget választottunk mérési paraméterként. Ezek a paraméterek megfelelőnek bizonyultak az alkalmazott minta geometriákhoz (3 x 1 x 15 mm-es rúdminta, 12,5 x 1 mm átmérőjű kerek minta).
Mivel a mérési paramétereket részben a minta anyagának és geometriájának függvényében kell beállítani, a következőkben néhány tippet és ajánlást adunk a megfelelő mérési paraméterek kiválasztásához. Ide tartozik a fűtőberendezés feszültsége, amellyel a minta mindkét irányában hőmérsékleti gradiens keletkezik. Ezenkívül megfelelő értéket kell választani a mintába befecskendezett maximális áramra, amely az elektromos vezetőképesség mérésére szolgál. Továbbá bemutatjuk, hogy mely gázok alkalmasak a BiSeTe minták mérésére.
Fűtőfeszültség
A Seebeck-együttható helyes méréséhez a fűtőfeszültség kiválasztásakor ügyelni kell arra, hogy megfelelő hőmérsékleti gradiens (ajánlás: ± Delta T legalább 3 K) alakuljon ki. Ez a minta geometriájától függően változhat. További kritériumokat nem kell figyelembe venni.
Árambefecskendezés
A fűtőfeszültség kiválasztásához hasonlóan a minta geometriáját is figyelembe kell venni a maximális árambefecskendezés meghatározásakor. Az árambefecskendezés megfelelő értékének kiválasztásakor tehát két dolgot kell szem előtt tartani: Egyrészt az árambefecskendezés nem lehet elég nagy ahhoz, hogy felmelegítse a mintát, másrészt a kiválasztott áramnak elég nagynak kell lennie ahhoz, hogy a feszültség mérhető legyen. Ez ellenőrizhető a szoftverben az egyes értékeket tartalmazó diagramra vetett pillantással. Ott látható mindhárom pozitív és negatív áramérték (az Imax 1/3, 2/3 és 3/3 része), valamint a megfelelően mért feszültségek. Ha a beadott áram, I, és a mért feszültség, U, között lineáris kapcsolat ismerhető fel, akkor egy értelmes, értelmezhető elektromos vezetőképesség értéket lehet mérni.
Gázok
BiSeTe-minták mérésére az SBA 458 specifikációjában megengedett gázok bármelyike alkalmas.
Összefoglaló
A BiSeTe esetében a Seebeck-együttható ± 2%-os megismételhetőséggel, a Hővezető képességA hővezető képesség (λ, mértékegysége W/(m-K)) az energia - hő formájában történő - szállítását írja le egy tömegtestben a hőmérséklet-gradiens hatására (lásd az 1. ábrát). A termodinamika második törvénye szerint a hő mindig az alacsonyabb hőmérséklet irányába áramlik.hővezető képesség pedig ± 1,5%-os megismételhetőséggel mérhető az SBA 458 segítségével.
A BiSeTe Seebeck-együtthatójának és Hővezető képességA hővezető képesség (λ, mértékegysége W/(m-K)) az energia - hő formájában történő - szállítását írja le egy tömegtestben a hőmérséklet-gradiens hatására (lásd az 1. ábrát). A termodinamika második törvénye szerint a hő mindig az alacsonyabb hőmérséklet irányába áramlik.hővezető képességének mérése ± 2%-os reprodukálhatósággal végezhető el. Ez a magas reprodukálhatóság az eltérő mintageometriától, a large mintamennyiségtől, illetve a különböző SBA 458 műszerekkel végzett mérésektől függetlenül érvényes.