[发明专利]一种变温样品台及热电性能测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及热电材料的测量领域，尤其涉及一种变温样品台以及安装有变温样品台的双模式热电性能测量装置的热电性能测量方法。

背景技术

热电材料的性能优劣可由热电优值系数ZT(Thermoelectric figure of merit)来评判，其表征公式为：ZT＝S²T/ρκ。其中，S为热电势（或称Seebeck系数），T为绝对温度，ρ为电阻率，k为热导率。在热电性能的测量实践中，热电势S和电阻率ρ常常被作为描述材料的热电性能好坏的两个首要物理量。

对于热电势S测量通常采用两方式：

（1）稳态模式，是指对样品的一端加热，使得样品的两端形成稳定的温差ΔT，测量温差ΔT对应的样品的两端热电电压ΔU，再通过温差ΔT和热电电压ΔU计算样品的热电势。

（2）非稳态模式，是指对样品的一端加热的过程中，需要同步实时的记录温差ΔT和热电电压ΔU的变化，再通过温差ΔT和热电电压ΔU计算样品的热电势。

由于稳态模式需要待温差ΔT稳定为设定值后测量，故原则上讲，准稳态模式的测量时间较短，适合热电材料的大量筛选；稳态模式测量准确率较高，但在测量过程需要维持温差ΔT的稳定，测量难度较大。

中国专利文献公告号CN 202837214 U公开了一种热电材料测试样品座及其热电性能测量装置，该样品座包括温差加热器、基座、样品条、两个第一压块和两个第二压块，基座上铺设有绝缘垫片，两个第一压块间隔安装在绝缘垫片上，并且两个第二压块分别位置相对地叠压在两个第一压块上，其中，样品条悬置并且两端分别固定在两个第二压块与两个第一压块之间。

由此可知，该专利的样品座仅设有温差加热器，而仅通过温差加热器虽然可以将样品条的温差稳定在某一固定的值，但是样品的平均温度却不能被准确地维持在某一设定值，因而无法实现稳态模式下热电势的测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提出一种变温样品台，适用于稳态模式和准稳态模式两种模式下热电势的检测。

本发明还要解决的技术问题在于提出一种热电性能测量方法，能提高温度控制的可靠性、以及温度检测和热电电压检测的准确性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种变温样品台，包括样品座、样品杆、以及设于所述样品座与所述样品杆之间的连接件，所述样品座包括主加热器、两个温差加热器、用于固定所述主加热器的主加热器压块、以及用于固定所述温差加热器的温差加热器压块。

进一步的，所述样品座还包括基座、绝缘垫板、样品垫块、以及样品压块，所述样品垫块通过第一紧固件固定于所述基座上，所述绝缘垫板位于所述样品垫块与所述基座之间，所述样品压块通过位于所述样品压块两端的第二紧固件与所述样品垫块固定连接。

进一步的，所述温差加热器压块通过位于所述温差加热器压块两端的第三紧固件将所述温差加热器固定于所述样品压块上，所述温差加热器压块、温差加热器、所述样品压块以及所述第三紧固件构成温差加热模块，所述温差加热模块通过位于所述样品压块两端的第二紧固件与所述样品垫块固定连接；所述主加热器压块通过位于所述主加热器压块两端的第四紧固件将所述主加热器固定于所述基座上。

进一步的，所述连接件包括样品座固定板、通过第五紧固件与所述样品座固定板固定连接的样品杆固定座。

进一步的，所述基座的一侧边固定于所述样品座固定板上。

进一步的，所述样品杆的末端与所述样品杆固定座固定连接，所述样品杆的末端为盲端。

进一步的，所述第一紧固件由螺钉、弹簧垫片、绝缘垫片以及绝缘套管组成。

进一步的，所述绝缘垫板上设有第一通孔，所述基座上设有第二通孔，所述第二通孔的位置与所述第一通孔的位置对应，所述第一通孔和所述第二通孔均用于容纳所述绝缘套管。

本发明还提供了一种安装有变温样品台的双模式热电性能测量装置的热电性能测量方法，按如下步骤实施：

S0：将样品条固定于所述变温样品台上；

S1：将所述变温样品台置于所述双模式热电性能测量装置中的真空室中；

S2：所述双模式热电性能检测装置在稳态模式或第一准稳态模式或第二准稳态模式下对样品条的热电势进行测量；

S3：检测结束。

优选为，所述双模式热电性能检测装置处于稳态模式，所述S2步骤中的热电势的检测方法包括如下步骤：