[发明专利]一种热电纤维材料塞贝克值测试装置

说明书

本发明涉及一种热电纤维材料塞贝克值测试装置，与现有技术相比解决了无法针对热电纤维材料进行Seebeck测试的缺陷。本发明中测试纤维样品的左端安装在左陶瓷片上、右端安装在右陶瓷片上，所述的左陶瓷片为加热陶瓷片，左电压探针台的探针抵在测试纤维样品的左端，右电压探针台的探针抵在测试纤维样品的右端。本发明能够适用于热电纤维材料的塞贝克值测试。

技术领域

本发明涉及热电材料测试技术领域，具体地说是一种热电纤维材料塞贝克值测试装置。

背景技术

1821年，德国科学家Thomas Johann Seeback发现，当两种不同的导体或者半导体相接触，由温差的不同而引起的两种物质之间形成电压差，称之为塞贝克效应(Seebeck效应)。热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料，这种材料中热能直接转化为电能。半导体产生Seebeck效应的主要原因是在热场的作用下，载流子由热端往冷端扩散的结果。对p型半导体来说，由于热端空穴具有较高的温度，空穴便在热场的作用下由高温端向低温端扩散，当材料内部的扩散作用与电场的漂移作用相互抵消时，即达到稳定状态，此时在半导体内部便出现了电场，称为温差电动势；这里温差电动势是半导体在的冷热两端由于温度梯度所引起的电动势。对n型半导体而言，温差电动势是由于电子从高温向低温扩散，电子在冷端聚集而形成。显而易见，p型半导体的温差电动势的方向是从低温端指向高温端，此时Seebeck系数为负，相反，n型半导体的温差电动势的方向是高温端指向低温端，此时Seebeck系数为正，因此利用温差电动势的方向即可判断半导体的导电类型。半导体的温差电动势较大，可用来制作温差发电器，可以通过对环境余热的利用，实现将热能转换成为电能，是一种绿色环保的新型能源技术。

塞贝克系数(Seebeck coefficient)也称为温差电动势率，其只与材料本身的性质有关，是材料的固有物理属性。材料的热电优值(ZT)决定了材料得热电转化效率，通常来说，材料的热电优值越大，热电转化效率越高，其计算公式为ZT＝S²σT/k，其中S是塞贝克系数，σ是导电率，T是绝对温度，k是热导率。所以要评价一种材料热电效应得好坏，须知道该材料的S。待测材料的塞贝克系数可由S＝ΔV/ΔT计算得来，由此可见，要想获得材料的塞贝克系数，只需测量温差ΔT，以及相对该温差产生的电动势ΔV。样品的绝对塞贝克系数S需要从获得的相对塞贝克系数中去除导线和热电偶对塞贝克系数的额外贡献Sref，金属的绝对塞贝克系数很低，若采用铜镀金的探针测材料的塞贝克系数，其产生的Sref则可忽略。

由于热电材料分很多种形态，常见的有块材、纤维与薄膜，已有的塞贝克系数测量仪器大多价格昂贵、测试耗时长，且只针对大体(面)积的块材、薄膜进行测试，无法针对于纤维状材料的测试，细小的纤维材料难以在传统的塞贝克系数测量仪器上安装，以致无法针对纤维材料进行Seebeck测试。

因此，如何研发出一套用于热电纤维材料进行Seebeck测试的专用装置已经成为急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术无法针对热电纤维材料进行Seebeck测试、填补了缺少热电纤维Seebeck系数测试专有设备的缺陷，提供一种热电纤维材料塞贝克值测试装置来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种热电纤维材料塞贝克值测试装置，包括左电压探针台、右电压探针台和呈台，

所述的左电压探针台、右电压探针台均活动安装在呈台上且均与呈台构成滑动配合，呈台上设有支撑平台，支撑平台的中部设有凹台，样品框放置在凹台内，样品框的左侧通过PI膜裹敷在样品框上形成左试验台，样品框的右侧通过PI膜裹敷在样品框上形成右试验台，左试验台与右试验台之间设有空腔，支撑平台上位于左试验台一侧设有左轴支架、位于右试验台一侧设有右轴支架，左轴支架上安装有左陶瓷片辅助安装组件且两者构成转动配合，右轴支架上安装有右陶瓷片辅助安装组件且两者构成转动配合，左陶瓷片辅助安装组件与右陶瓷片辅助安装组件结构相同且基于空腔呈镜像对应；