应用说明

热电材料

使用Hot Disk技术可以很容易地测试小型热电样品。在这个例子中测试了两组热压Bi₂Te₃, p和n型样品,直径12毫米和3.5毫米厚度。

样本

两套热压Bi₂Te₃,p型和n型。直径 12 毫米,厚度约 3.5 毫米。

方法

室温下的基本测试。选择 Kapton 传感器 7577 以匹配样本量。2 mm 传感器半径允许 4 mm 径向探测深度和 3.5 mm 轴向探测深度,因此厚度限制了可用的探测深度。样品表面经过轻微打磨,以确保光滑的界面和良好的热接触。传感器居中并牢固地夹在样品两半之间。

测试

对每组样品进行一次初始测试,测量时间为 4 秒,加热功率为 50 mW。所述加热功率证实,对于 p 型和 n 型样品,最终温度升高接近 3 K。n 型样品的测量时间缩短至 3 秒,以将探测深度保持在样品边界内。

锐利测试如下表进行,重复测试之间间隔 15 分钟:

样本 测量
时间
加热
功率
传感器 测量次数
P型 4 秒 50 毫瓦 7577 6
N型 3 秒 50 毫瓦 7577 6

结果

计算后获得的最终结果(第 40-180 点),如下表所示:

样本 导热系数 [W/m/K] 标准差 [W/m/K] 热扩散率 [mm²/s] 标准偏差 [mm²/s] 体积温 [MJ/m³K] 标准差 [MJ/m³K]
P型 0.833 0.0009 0.732 0.0046 1.137 0.0077
N型 0.952 0.0022 0.982 0.0143 0.969 0.0146

与 p 型样品相比,n 型 Bi₂Te₃ 显示出显着更高的导热系数。p型试样的体积比热略低于理论值(1.187 MJ/m³K),而n型试样的体积比热则降低得更多。这可能是由于 n 型样品中密度较低或各向异性较大。