[实用新型]热电材料性能测试炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及到热电材料性能测试装置的加热部分，加热部件使得被测样品两端产生温差，从而形成电压，借助热电偶等，获得与电压对应的温度数据，根据所得到的电压、温度数据计算出热电材料的塞贝克(Seebeck)系数、电导率α性能参数，属于材料测试技术领域。

背景技术

与本实用新型相关的一项已知技术由一篇题为“含稀土Bi₂Te₃基热电材料的研究”文章所公开(出自中国知网中国优秀博硕士学位论文全文数据库)。见图1所示，其热电性能测量装置的加热部分主要由主加热器1、辅助高温加热器2、辅助低温加热器3、样品台4、高温热电偶5、低温热电偶6、正电极7、负电极8、若干个压片9以及压片升降保持杆10组成。主加热器1呈圆筒状，竖置，筒内空间为炉腔。高温热电偶5、低温热电偶6的测温端自样品台4两侧向上探出，分别与待测样品11下表面两侧相抵。辅助高温加热器2、辅助低温加热器3分别横置于待测样品11的两端接近处。正电极7、负电极8穿过若干的压片9，其电极触点接触于待测样品11上表面两侧。正电极7、负电极8、若干个压片9整体可以沿压片升降保持杆10升降，并由其保持。在该装置中，待测样品11由高温热电偶5、低温热电偶6的两个测温端支撑，并由正电极7、负电极8的两个电极触点在若干个压片9的重力作用下压牢。主加热器1为炉腔整体加热，再由辅助高温加热器2、辅助低温加热器3分别给待测样品11两端加热，使其出现温差，变化着的温差随时由高温热电偶5、低温热电偶6测出，与此同时，由正电极7、负电极8输出产生于待测样品11两端的电压。根据所测得的一组温度和电压数据，即可计算出待测样品11塞贝克(Seebeck)系数、电导率α热电性能参数。

实用新型内容

已知技术存在的问题有以下几点，一是加热器数量较多，没有将在主加热器1的作用下产生的炉腔温度作为测试数据加以利用。二是所采取的自由升温、即升即测方式不仅要求测试人员守侯；而且测试过程不可控制，所获得的每一个温度数据与电压数据均具有随机性；并且温差值可能超出测试要求的范围。所有这一切导致测试结果不准确，也难以与计算机控制与数据处理技术结合实现可控、精确测试。三是借助两个电极的触点以及若干个压片固定样品这一措施不仅使得装置的结构复杂，而且还会因此而无法使得电极触点间距L最大，从而使得测试结果难以更加客观。为了解决上述问题，我们设计了本实用新型之热电材料性能测试炉。

本实用新型是这样实现的，见图2、图3所示，热电材料性能测试炉由主加热器1、副加热器12、高温测温热电偶13、低温测温热电偶14、高温控温热电偶15、低温控温热电偶16、正极导线17、负极导线18组成。主加热器1呈圆筒状，竖置，筒内空间为炉腔，待测样品11水平放置在炉腔中部，副加热器12横置于待测样品11一端的接近处；所述的四个热电偶的传感端位于一个水平平面上的矩形的四个顶点处，与待测样品11的下表面相抵，并且，高温测温热电偶13、低温测温热电偶14位于两个对角顶点处，高温控温热电偶15、低温控温热电偶16位于另外两个对角顶点处，高温测温热电偶13、高温控温热电偶15位于待测样品11接近副加热器12的一侧，低温测温热电偶14、低温控温热电偶16位于待测样品11远离副加热器12的一侧；正极导线17与待测样品11接近副加热器12的端面接触，负极导线18与待测样品11远离副加热器12的端面接触。

主加热器1为炉腔整体加热，如测试高温热电性能时，可预设800℃，当加热到该温度时，主加热器1电源的控制部分根据低温控温热电偶16给出的温度信号切断电源。与此同时，由副加热器12为待测样品11的一端加热，使得待测样品11两端产生温差，一旦温差值超出测试要求的范围，即ΔT＝5～12K，主加热器1、副加热器12的电源控制部分则根据高温控温热电偶15、低温控温热电偶16给出的温度信号，控制其工作状态。而符合要求的温差值则由高温测温热电偶13、低温测温热电偶14给出。两组热电偶彼此独立工作，确保测试精度。同时，正极导线17、负极导线18给出与待测样品11两端的实际温度值或者符合要求的温差值对应的电压值。待测样品11直接摆放在四个热电偶的传感端上。正极导线17、负极导线18搭接在待测样品11的两个端面上，使得电极触点间距L最大。