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

两组热压 Bi₂Te₃,p 型和 n 型。直径 12 毫米,厚度约 3.5 毫米。

方法

室温下进行基本测试。选择与样品尺寸相匹配的 Kapton 传感器 7577。2 毫米传感器半径允许 4 毫米径向和 3.5 毫米轴向探测深度,因此厚度限制了可用的探测深度。样品表面经过轻微打磨,以确保界面光滑和良好的热接触。传感器居中并牢固夹在样品两半之间。

测试

对每个样品组进行一次初始测试,测量时间为 4 秒,加热功率为 50 mW。所述加热功率确认可产生合适的最终温度升高,接近 3 K,适用于 p 型和 n 型样品。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。

按照下表进行锐利测试,重复测试间隔 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

经过计算得出的最终成绩(40-180分)如下表:

样本 热导率(W/m/K) 标准偏差 [W/m/K] 热扩散率 [mm²/s] 标准偏差[毫米²/秒] 体积比热 [MJ/m³K] 标准偏差 [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 显示出明显更高的热导率。p 型样品的体积比热略低于理论值(1.187 MJ/m³K),而 n 型样品的体积比热则更低。这可能是由于 n 型样品的密度较低或各向异性较大所致。