【摘要】：熱電材料作為一種能實(shí)現(xiàn)熱能和電能相互轉(zhuǎn)換的功能材料,在余熱回收利用和半導(dǎo)體制冷領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。正是因?yàn)闊犭姴牧纤宫F(xiàn)出來的巨大吸引力,越來越多的個(gè)人和科研機(jī)構(gòu)投入到了這種材料的研究工作之中。而準(zhǔn)確測(cè)量熱電材料的性能參數(shù),對(duì)于研究這種材料至關(guān)重要。塞貝克系數(shù)和電阻率是衡量熱電材料輸運(yùn)性能的兩個(gè)重要參量,而且都屬于電性能相關(guān)的參數(shù),可以通過合理設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一體化的測(cè)量。所以研究、開發(fā)能精準(zhǔn)測(cè)量這兩種參數(shù)的一體化儀器設(shè)備具有很重要的實(shí)際意義。本文總結(jié)了各種測(cè)量材料塞貝克系數(shù)和電阻率的方法,并綜述和討論了各種實(shí)例化測(cè)量結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。在這個(gè)基礎(chǔ)上,提出了一套新的一體化測(cè)量這兩個(gè)參數(shù)的測(cè)量結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)出的樣品臺(tái)結(jié)構(gòu)能很好的解決塞貝克系數(shù)測(cè)量過程中的傳統(tǒng)難題。在測(cè)量方法上,和以往不同,該結(jié)構(gòu)首次采用四個(gè)探針同時(shí)測(cè)量塞貝克系數(shù)。將四個(gè)探針組合測(cè)量到的四個(gè)塞貝克系數(shù)值求平均進(jìn)而得到最終的測(cè)量結(jié)果,這樣能很好的保證測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)樣品時(shí)結(jié)果的準(zhǔn)確性。并且,通過對(duì)比四組探針測(cè)量到的塞貝克系數(shù)值,還可以判別出樣品是否符合要求,例如四組數(shù)據(jù)差別較大,則可能是樣品存在不均勻的非連續(xù)區(qū)域。這使得本平臺(tái)測(cè)量得到的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確且具說服力。再者,四探針的測(cè)量結(jié)構(gòu)也是與范德堡法測(cè)量電阻率所要求的配置相符合的。本文根據(jù)新提出來的測(cè)量方法設(shè)計(jì)了相應(yīng)的電路,并利用軟件Altium Designer 14制作并加工出了PCB電路板。采用電路板控制模塊tM-C8和I-7018Z數(shù)據(jù)采集卡,并通過485轉(zhuǎn)串口實(shí)現(xiàn)模塊與電腦通信,最終完成測(cè)量電路控制和信號(hào)采集。硬件上達(dá)到了測(cè)量?jī)蓞?shù)的要求。利用搭建好的硬件平臺(tái),采用編程軟件Labview獨(dú)立開發(fā)出了穩(wěn)定、易用、高度自動(dòng)化的配套測(cè)量軟件。通過多線程、模塊化的設(shè)計(jì),軟件能夠滿足測(cè)試者對(duì)參數(shù)測(cè)量、結(jié)果顯示、保存并導(dǎo)出等各方面的測(cè)量要求,并能保證較高的測(cè)量精度。本文最后利用康銅和p型Bi_2Te_3樣品,采用本測(cè)量平臺(tái)和同類測(cè)量設(shè)備進(jìn)行了對(duì)比測(cè)量實(shí)驗(yàn)。測(cè)量結(jié)果證明,本測(cè)量平臺(tái)具有較高的準(zhǔn)確性。為驗(yàn)證提出的塞貝克系數(shù)測(cè)量新方法,本文采用同一p型Bi_2Te_3樣品,處理使得樣品塊體中存在一處不均勻區(qū)域,最終測(cè)量得到了四組不同的塞貝克系數(shù)值,很好的驗(yàn)證了本方法的正確性。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB34;TH89
【圖文】：

始在很多應(yīng)用方向上嶄露頭角[1機(jī)制冷、便攜式冷暖箱、紅外探冷上面都表現(xiàn)出常規(guī)傳統(tǒng)材料所，長(zhǎng)期以來，較高的材料成本和展。因此，迫切需要繼續(xù)推進(jìn)熱高性能新材料新體系、降低成本踐基礎(chǔ)[12]。測(cè)量方法數(shù)的定義，可以知道測(cè)量塞貝克計(jì)算過程。

TVS 能將測(cè)量線路內(nèi)附帶的各種寄生干擾信號(hào)擾電動(dòng)勢(shì)，測(cè)量誤差往往會(huì)非常大，故一克系數(shù)測(cè)量會(huì)采集多組溫差和電壓的信號(hào)數(shù)到的溫差和電壓數(shù)據(jù)之間擬合出的曲線往往干擾電壓的影響是不可避免的。而在目標(biāo)溫克系數(shù)可以認(rèn)為是恒定不變的，可以通過擬即為材料在該溫度下的塞貝克系數(shù)。所以，

圖 1.3 常規(guī)電阻率測(cè)量方法及誤差來源實(shí)際測(cè)量電阻率常用的方法主要有以下幾種：兩探針法；四探針法；范德21]。下面將簡(jiǎn)要介紹每種測(cè)量方法。(1) 兩探針法兩探針法的主要思路是利用探針與樣品直接接觸，避免了將線路與樣品之接觸電阻上的電壓納入測(cè)量范圍，從而消除誤差。該方法要求試樣應(yīng)為長(zhǎng)柱狀，并且應(yīng)具有均勻一致的成分。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2762453