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热电材料塞贝克系数的不确定度评定

计量学报 2021年第8期42卷 1006-1011页

作者：李硕郭涛姚雅萱任玲玲中国计量科学研究院前沿计量科学中心北京100029 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

热电材料是一类可以将热能和电能直接相互转化的新型功能材料。塞贝克系数作为评价热电材料性能的重要参数,其准确测量尤为关键。基于准确测量方法,建立了塞贝克系数的溯源路径,研究了塞贝克系数测量仪器的溯源性,验证了测量方法的准确... 详细信息

热电材料是一类可以将热能和电能直接相互转化的新型功能材料。塞贝克系数作为评价热电材料性能的重要参数,其准确测量尤为关键。基于准确测量方法,建立了塞贝克系数的溯源路径,研究了塞贝克系数测量仪器的溯源性,验证了测量方法的准确性,以P型碲化铋Bi_(2)Te_(3)块体热电材料作为测量对象进行了测量不确定度评定,其相对扩展不确定度为0.46%~2.52%(k=2)。

关键词：计量学热电材料塞贝克系数不确定度评定

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高温薄膜热电偶的塞贝克系数分度方法研究

高温薄膜热电偶的塞贝克系数分度方法研究

作者：牛兴军河北大学

学位级别：硕士

温度是影响航空发动机涡轮叶片性能和寿命的重要因素之一,监测和获取涡轮叶片表面温度对航空发动机正常运行有着重大的意义,对涡轮叶片的温度监测就显的十分迫切。高温薄膜热电偶具有响应快、热容小、不改变环境条件及周围温场等优点,... 详细信息

温度是影响航空发动机涡轮叶片性能和寿命的重要因素之一,监测和获取涡轮叶片表面温度对航空发动机正常运行有着重大的意义,对涡轮叶片的温度监测就显的十分迫切。高温薄膜热电偶具有响应快、热容小、不改变环境条件及周围温场等优点,因此高温薄膜热电偶成为涡轮叶片温度监测的一种重要传感器。追求高温测量能力的薄膜热电偶由于使用非常规半导体材料,其塞贝克系数分度并没有统一的标准,本文对高温薄膜热电偶的塞贝克系数分度装置和方法进行了研究。针对高温薄膜热电偶测温基本原理和高温薄膜热电偶结构特点的分析,建立了高温薄膜热电偶的测量模型,研制了一套高温薄膜热电偶专用分度系统,该系统包括高温薄膜热电偶塞贝克系数分度装置和不均匀性测试装置。其中,高温薄膜热电偶塞贝克系数分度装置包括分度炉、标准S偶和K偶、纳伏表及Lab VIEW数据采集系统等;高温薄膜热电偶不均匀性测试装置包括标准铂电阻温度计、冷端冷却系统、高度电动位移台及Lab VIEW数据采集系统等。本文通过设计适用于高温薄膜热电偶的专用分度系统和基于Lab VIEW软件的一套数据采集系统,实现了高温薄膜热电偶的塞贝克系数分度及不均匀性评价。本文取得如下创新成果:1.研制了一套高温薄膜热电偶专用分度装置,针对高温薄膜热电偶的特殊结构,设计了一种三段加热、偏心温场的分度炉。较常规的管式炉均匀温场的位置更靠近炉口,且解决了超高温漏电问题。分度炉的温度范围(100～1300)℃,测试了稳定性优于0.05%、高温薄膜热电偶热端±5 mm的温场均匀性优于0.3%。测试并评价了三种类型高温薄膜热电偶的塞贝克系数和不确定度,相对不确定度可达到1.1%。2.基于LabVIEW软件设计了一套专门应用于高温薄膜热电偶分度系统的数据采集系统。该系统实现了高温薄膜热电偶位置自动调节,热电势自动采集、数据处理、实时显示图形等功能,应用于高温薄膜热电偶的塞贝克系数分度和不均匀性测试。实验人员可以观察数据采集图形情况,直观了解实验状态,获取和保持实验数据。3.针对特殊半导体材料的高温薄膜热电偶没有可查的塞贝克系数表,提出了一种计算高温薄膜热电偶冷端温度热电势的拟合方法。通过热端温度与冷端温度的差异ΔT与热电势的多项式拟合,得到T与热电势的关系系数,通过关系式的多次迭代逼近冷端温度的热电势,获取高温薄膜热电偶冷端为0℃时的热电势函数关系。本文通过研制高温薄膜热电偶专用分度系统,设计了一种适用高温薄膜热电偶塞贝克系数分度装置和不均匀性测试装置,基于Lab VIEW软件开发了一套专门应用于高温薄膜热电偶分度系统的数据采集系统。测试了三种不同类型高温薄膜热电偶的塞贝克系数,评估了不确定度水平,为后续的高温薄膜热电偶的研制和应用研究提供了技术支撑。

关键词：薄膜热电偶塞贝克系数不均匀性热电势不确定度

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热电材料塞贝克系数测试影响因素的研究

材料导报 2014年第16期28卷 90-94,116页

作者：郅惠博李洪涛王涛吴益文王彪陈杰徐杰李蒙季诚昌宿太超上海出入境检验检疫局工业品与原材料检测技术中心上海200135 东华大学材料科学与工程学院上海201620 河南理工大学材料科学与工程学院焦作454000

为提高热电材料塞贝克系数的测试准确度,主要以康铜合金和钴酸钙为测试对象进行了一系列测试,其中以典型的碲化铋、方钴矿、硒化铅块体热电材料为辅助研究对象,具体研究测温热电偶的塞贝克效应、温差设置、数据处理方式对塞贝克系数测... 详细信息

为提高热电材料塞贝克系数的测试准确度,主要以康铜合金和钴酸钙为测试对象进行了一系列测试,其中以典型的碲化铋、方钴矿、硒化铅块体热电材料为辅助研究对象,具体研究测温热电偶的塞贝克效应、温差设置、数据处理方式对塞贝克系数测试结果的影响。结果表明:热电偶的塞贝克效应对Seebeck系数测试准确度的影响是显著的;样品两端温差设为10K以上,多组温差间的梯度设为3K以上,直线拟合方式采用不过原点拟合,可以使Seebeck系数测试结果的准确度得到很大提高。

关键词：热电材料塞贝克系数测试影响因素

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塞贝克系数和电阻率测量设备的搭建

物理实验 2013年第6期33卷 9-13页

作者：常潇琳杨崇立朱春晖李壮志周鸿娟侯登录河北师范大学物理科学与信息工程学院河北省新型薄膜材料实验室河北石家庄050024

给出了塞贝克系数和电阻率测量设备的搭建方法,详述了其测量原理、设计的具体装置、数据采集和处理程序工作流程,并通过对不同样品的测量验证了该设备的测量精度.该设备用的控制程序是基于自主开发的LabMeasure测量控制软件平台,使用Pas... 详细信息

给出了塞贝克系数和电阻率测量设备的搭建方法,详述了其测量原理、设计的具体装置、数据采集和处理程序工作流程,并通过对不同样品的测量验证了该设备的测量精度.该设备用的控制程序是基于自主开发的LabMeasure测量控制软件平台,使用Pascal script语言编程.该设备具有搭建容易、操作简便、测量时间短、测量精度较高等特点.

关键词：热电材料塞贝克系数电阻率软件平台自动化测量

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热电材料塞贝克系数测试仪研制

中国测试 2014年第1期40卷 66-68,82页

作者：李洪涛郅惠博吴益文王彪徐杰陈杰吴子华宿太超上海出入境检验检疫局上海200135 上海第二工业大学上海201209 河南理工大学河南焦作454000

为避免热电材料在高温测试过程中被氧化,基于塞贝克效应(Seebeck effect)设计一种在真空高温环境下测试热电材料Seebeck系数的新型装置。装置主要包括真空系统、样品支架系统和控制总成3部分。该新型装置成本低廉,易于操作,其应用不但... 详细信息

为避免热电材料在高温测试过程中被氧化,基于塞贝克效应(Seebeck effect)设计一种在真空高温环境下测试热电材料Seebeck系数的新型装置。装置主要包括真空系统、样品支架系统和控制总成3部分。该新型装置成本低廉,易于操作,其应用不但可以有效防止高温环境中样品测试的氧化现象,而且可以在高温真空环境下准确、快速地测量样品的Seebeck系数。

关键词：热电材料塞贝克系数装置真空高温氧化

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热电材料塞贝克系数的准确测量方法研究

计量科学与技术 2020年第9期64卷 29-34页

作者：李硕郭涛姚雅萱任玲玲中国计量科学研究院北京100029 北京科技大学北京100083

热电材料是一类可以将热能和电能直接相互转化的新型能源材料,塞贝克系数作为评价热电材料性能的重要参数,其准确测量尤为关键。通过对测量各影响因素的研究,建立了塞贝克系数的准确测量方法,并验证了方法的准确性。

关键词：热电材料塞贝克系数温差和塞贝克电压数据采集和处理准确测量方法

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热电材料塞贝克系数的测量研究

计量科学与技术 2021年第1期65卷 74-78页

作者：李硕郭涛欧阳艳艳任玲玲中国计量科学研究院北京100029 北京科技大学北京100083

热电材料是一类可以将热能和电能直接相互转化的新型能源材料,已广泛应用于温差发电和制冷领域,塞贝克系数是评价热电材料性能的重要参数,其准确测量尤为关键。总结了塞贝克系数的测量误差和准确测量的影响因素,并验证了建立的测量方法... 详细信息

热电材料是一类可以将热能和电能直接相互转化的新型能源材料,已广泛应用于温差发电和制冷领域,塞贝克系数是评价热电材料性能的重要参数,其准确测量尤为关键。总结了塞贝克系数的测量误差和准确测量的影响因素,并验证了建立的测量方法的准确性。

关键词：热电材料塞贝克系数测量误差准确测量方法

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热电材料塞贝克系数测试影响因素研究

中国测试 2014年第4期40卷 132-136页

作者：李蒙李洪涛郅惠博吴益文王彪吴晓红陈杰季诚昌宿太超东华大学材料科学与工程学院上海201620 上海出入境检验检疫局上海200135 河南理工大学材料科学与工程学院河南焦作454000

为提高热电材料塞贝克系数的测试准确度,以康铜合金、钴酸钙、碲化铅、氧化锌等典型块体热电材料为测试对象进行一系列测试,研究测温热电偶的塞贝克效应、温差设置、数据处理方式对塞贝克系数测试的影响。结果表明:热电偶的塞贝克效应对... 详细信息

为提高热电材料塞贝克系数的测试准确度,以康铜合金、钴酸钙、碲化铅、氧化锌等典型块体热电材料为测试对象进行一系列测试,研究测温热电偶的塞贝克效应、温差设置、数据处理方式对塞贝克系数测试的影响。结果表明:热电偶的塞贝克效应对Seebeck系数测试准确度的影响是显著的;样品两端温差设置在5~20℃之间,直线拟合方式采用不过原点拟合,可以使Seebeck系数测试结果的准确度得到大幅提高。

关键词：热电材料塞贝克系数测试影响因素

新型二维SiSe的能带结构与塞贝克系数的第一性原理计算

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电子世界 2021年第10期 73-74页

作者：杨萧玥西南大学物理科学与技术学院

能够把热能直接转化成电能的热电材料近几年被广泛研究,我们采用第一性原理计算和玻耳兹曼输运理论研究了一种新型二维Si Se单层在300 K、400 K、500 K三种温度下的塞贝克系数。计算结果表明,当载流子浓度约为10~6cm~(-2)时,n型SiSe单... 详细信息

能够把热能直接转化成电能的热电材料近几年被广泛研究,我们采用第一性原理计算和玻耳兹曼输运理论研究了一种新型二维Si Se单层在300 K、400 K、500 K三种温度下的塞贝克系数。计算结果表明,当载流子浓度约为10~6cm~(-2)时,n型SiSe单层的塞贝克系数在500 K下可达1490μV K-1,p型Si Se单层的塞贝克系数可达1576μVK-1,这说明SiSe可能是一种有潜力的热电材料。

关键词：塞贝克系数第一性原理计算玻耳兹曼输运理论热电材料能带结构载流子浓度单层的