Punti salienti

Metodo e tecnica per la caratterizzazione dei materiali termoelettrici

Il sistema Conduttività elettrica (SBA)La conducibilità elettrica è una proprietà fisica che indica la capacità di un materiale di consentire il trasporto di una carica elettrica. SBA 458 Nemesis® offre un'impostazione di misura versatile che consente di gestire una gamma di geometrie di campioni più ampia di quella normalmente possibile con questa tecnica. Questo sistema consente di misurare la Conduttività elettrica (SBA)La conducibilità elettrica è una proprietà fisica che indica la capacità di un materiale di consentire il trasporto di una carica elettrica.conduttività elettrica, una proprietà fisica che indica la capacità di un materiale di trasportare carica elettrica, a temperature fino a 1100°C.

Una delle caratteristiche principali del sistema Conduttività elettrica (SBA)La conducibilità elettrica è una proprietà fisica che indica la capacità di un materiale di consentire il trasporto di una carica elettrica. SBA 458 Nemesis® è la rapidità e la praticità del processo di cambio del campione. I campioni possono essere sostituiti rapidamente e senza sforzo a mano, senza bisogno di alcuno strumento. L'uso di termocoppie inguainate nella configurazione impedisce ai campioni di attaccarsi agli elettrodi, assicurando transizioni fluide tra le misure.

Il sistema integra anche un meccanismo di controllo della qualità grazie all'innovativo design a due riscaldatori. Questi riscaldatori funzionano alternativamente a ogni passaggio di temperatura, consentendo il rilevamento immediato di deviazioni dalla linearità o dall'isteresi, che potrebbero indicare misure imprecise. Questo monitoraggio proattivo aumenta l'affidabilità dei risultati.

Inoltre, la posizione fissa delle termocoppie rende superfluo il processo, spesso complicato, di determinazione della loro distanza prima di ogni misurazione. L'eliminazione di una potenziale fonte di errore migliora notevolmente la precisione e la riproducibilità delle misure di conducibilità elettrica.

L'SBA 458 Nemesis® è un metodo veramente nuovo per la determinazione del Coefficiente di SeebeckIl coefficiente di Seebeck è il rapporto tra la tensione termoelettrica indotta e la differenza di temperatura tra due punti di un conduttore elettrico.coefficiente di Seebeck (S) e della conducibilità elettrica (σ). La sua configurazione innovativa e il suo design intelligente e pratico offrono numerosi vantaggi ineguagliabili. Forse il più significativo è l'eliminazione degli svantaggi insiti nei metodi convenzionali, consentendo così una determinazione affidabile e precisa delle due proprietà termofisiche S e σ.

Utilizzando pin di corrente e termocoppie sulla superficie inferiore del campione, la conducibilità elettrica viene determinata con il metodo a 4 punti. Sotto i due bordi del campione vengono posizionati dei micro-riscaldatori che creano gradienti di temperatura in entrambe le direzioni del campione. La tensione risultante viene misurata dai fili delle termocoppie e quindi utilizzata per il calcolo del Coefficiente di SeebeckIl coefficiente di Seebeck è il rapporto tra la tensione termoelettrica indotta e la differenza di temperatura tra due punti di un conduttore elettrico.coefficiente di Seebeck.

Utilizzando l'SBA 458 Nemesis® insieme ai nostri sistemi Laser/Light Flash Analyzer, Calorimetro a scansione differenziale e Dilatometro, è ora possibile determinare una serie completa di proprietà termofisiche direttamente correlate all'efficienza dei materiali termoelettrici, tra cui:

Coefficiente di Seebeck

Un gradiente di temperatura è generato in entrambe le direzioni del campione da due micro-riscaldatori che operano in alternanza. Mentre il riscaldamento ciclico è in corso, vengono misurate le tensioni risultanti (UA, UB).UA e UB sono le tensioni tra i due fili positivi e i due fili negativi della termocoppia che vengono tracciate rispetto alla differenza di temperatura (ΔT; per entrambe le direzioni). ΔT è determinato da due termocoppie (grafico A).

Il numero di punti di misura risultante large è la base per il calcolo di una linea di regressione. Dalla pendenza della retta di regressione è possibile determinare con precisione il coefficiente di Seebeck:

  • Tutti i punti di misura giacciono su una linea retta → misurazione ben eseguita (vedi grafico A)
  • Deviazione dei punti di misura dalla retta, ad esempio isteresi → misurazione scadente

Conducibilità elettrica

Ad ogni temperatura di prova, diversi valori di corrente saranno applicati al campione più volte tramite pin di corrente. Questi valori saranno applicati in entrambe le direzioni del campione e le tensioni risultanti (UA, UB) saranno misurate (grafico B).

Questo processo produce un numero di punti di misura large, consentendo un controllo di qualità prima e durante la misurazione di tutte le fasi di temperatura:

  • Tutti i punti di misura si trovano su una linea retta e le due curve sono sovrapposte → misurazione ben eseguita (vedere grafico B)
  • Deviazione dei punti di misurazione dalla linea retta o le due curve non sono congruenti tra loro → misurazione scadente
Grafico B: Il controllo della qualità della conducibilità elettrica è confermato dal comportamento lineare dei punti di misura.

Specifiche tecniche

SBA 458 Nemesis®
ProgettoSistema a due riscaldatori, controllo di qualità, disposizione orizzontale dei campioni
Campi di temperatura dei forni intercambiabili
  • -125°C ... 500°C
  • RT ... 1100°C
Campo di impostazione della temperaturaNumero illimitato di passi di temperatura
Termocoppie
  • Tipo K con guaina in Inconel® (NiCr/NiAl)
  • Posizioni fisse
Dimensioni del campione
  • 10 x 10 mm
  • Ø: 12.da 7 a 25,4 mm
  • Lunghezza x larghezza: da 12,7 a 25,4 mm x da 2,0 a 25,4 mm
  • Spessore: da 100 nm a 3 mm, a seconda delle proprietà termofisiche
Geometrie dei campioniQuadrato, rotondo, rettangolare, strisce
Intervallo del coefficiente di Seebeck
  • da 10 a 2000 μV/K
  • Precisione*: ±7%
  • Ripetibilità*: ±3%
Intervallo di conducibilità elettrica
  • 0.da 05 a 150000 S/cm
  • Precisione*: ±5%
  • Ripetibilità*: ±3%
Controllo di qualità per la conducibilità elettricaPrima e durante la misurazione
Controllo qualità per la misura di SeebeckPrima e durante la misura
Numero di letture mediate automaticamente≥ 100
AtmosferaInerte, ossidante, riducente (max. 2%H2)
Tenuta al vuoto10-2 mbar
SoftwareBasato su Windows 7, 32/64 bit

Per saperne di più:


Eccellenza comprovata nel servizio

Noi di NETZSCH Analyzing & Testing offriamo una gamma completa di servizi a livello globale per garantire le prestazioni ottimali e la longevità delle vostre apparecchiature termoanalitiche. Grazie a una comprovata eccellenza, i nostri servizi sono progettati per massimizzare l'efficacia dei vostri dispositivi, prolungarne la durata e ridurre al minimo i tempi di inattività.

Sfruttate appieno il potenziale delle vostre apparecchiature con le nostre soluzioni su misura, supportate da anni di esperienza e innovazione nel settore.

Software

Tutte le caratteristiche del software in un colpo d'occhio

Il software è basato su Windows 7, 64 bit. Controlla completamente le misure, che vengono eseguite a ogni intervallo di temperatura specificato. Il software consente un facile funzionamento e controllo dei dati.

Le funzioni di resistenza (grafico U-I) e di controllo qualità (Seebeck) sono integrate. I dati di misura possono essere facilmente esportati.

Dispositivi correlati

  • DSC 300 Caliris® Supreme

    Per il Controllo Qualità di Polimeri, Alimenti, Cosmetici e Organici 

    • Tre moduli calorimetrici intercambiabili: Standard, Polymer e High-Performance
    • Intervallo di temperatura: -180°C to 750°C
    • Accessori UV-DSC: studia la cinetica di curing con la Foto-Calorimetria
  • TG 309 Libra® Supreme

    Garantisce la qualità e la sicurezza dei prodotti rilevando le variazioni di massa.

    • Risoluzione della bilancia: 10ng
    • Intervallo di temperatura: RT (10°C) a 1100°C sul campione
    • Cambio automatico dei campioni: 204 spazi per campioni e riferimenti
  • STA 509 Jupiter® Supreme

    Lo Strumento con le Massime Prestazioni

    • Intervallo di temperatura: -150°C - 2000°C
    • 9 fornaci disponibili
    • Risoluzione della bilancia: 0.025 μg
    • Optional: ASC a 20 posizioni o doppia fornace

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