热电材料性能研究与制备
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2.4 Seebeck系数的测量技术

Seebeck系数的测量公式为αVT,其中,ΔV为给予测试样品两端的电势差,ΔT是测试样品两端的温差。因此,当我们测得了ΔV和ΔT之后,就可以利用上述公式计算得出ΔVT的比值,再将α与温度作一直线,这条直线的斜率就是所要求得的Seebeck系数值。

本书中所用的室温下的Seebeck系数测试方法是在J.V.Badding等的高压在位测量技术的基础上进一步改进得来的。这是一套我们完全自行设计的测试设备,对样品的大小等并无太复杂的要求,也因此十分便于进行Seebeck系数的测量。

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图2.9 Seebeck系数样品测试示意

图2.9为我们自行设计的Seebeck系数样品测试示意,图中电阻加热处为缠绕一定数量的电阻丝,通过给电阻丝通以电流来进行加热,这样也便于温差的调节。

图2.9中:

V1=(αNiAl-αS)ΔT   (2.8)

V2=(αNiCr-αS)ΔT   (2.9)

式中 V1——1上的电动势,V;

   V2——2上的电动势,V;

   αNiAl——NiAl的温差电动势,V;

   αNiCr——NiCr的温差电动势,V;

   αS——两种材料间的赛贝克系数,μV/K;

   ΔT——温差,K。

联立公式(2.8)和公式(2.9),则:

αS=-V1×(αNiAl-αNiCr)/(V1-V2)+αNiAl   (2.10)

从上面公式可知,假如我们已知αNiAlαNiCr,而且V1V2是可以通过测量得来的,那么Seebeck系数值便可以通过公式(2.10)计算求得。在实验装置的设置上,我们的数据采集卡选用的是NI-PC6013型的数据采集卡,采集频率为50Hz。