Açıklama
Sadede gelelim
Linseis LSR platformu LSR-3 (LSR L31) ile termoelektrik malzemeler, hem katı malzeme şeklinde hem de ince filmler şeklinde neredeyse tamamen karakterize edilebilir. Temel LSR-3 (LSR L31) versiyonunda, katı malzemelerin hem Seebeck katsayısı hem de elektrik iletkenliği (elektrik direnci) tam otomatik olarak ve aynı anda maksimum 1500°C sıcaklığa kadar ölçülebilir.
Gund versiyonu, uygulama yelpazesini genişletmek için çeşitli seçeneklerle birleştirilebilir. Örneğin, düşük sıcaklık seçeneği -100°C’ye kadar LN2 soğutma kullanarak tam otomatik ölçüme ve filmlerin ve ince tabakaların ölçümü için özel bir ince film adaptörünün kullanılmasına olanak tanır.
İsteğe bağlı bir kamera, elektrik iletkenliğinin en yüksek doğrulukla belirlenmesini sağlar ve yüksek empedans seçeneğinin kullanılması, ölçüm aralığını önemli ölçüde genişletir, böylece zayıf elektrik iletkenliğine sahip numuneler de karakterize edilebilir.
Boyutsuz ZT değerini hesaplamak için Seebeck katsayısı ve elektriksel iletkenliğe ek olarak termal iletkenlik de gerektiğinden, genellikle başka bir ölçüm cihazının kullanılması gerekir, örneğin LaserFlashÖrneğin.
Bu sorunu çözmek için, Linseis LSR platformu LSR-3’e (LSR L31) ek bir LaserFlash entegre edilebilir (bkz. LZT-Metre) veya Harman yöntemi kullanılarak katı malzemelerin ölçülmesini sağlayan özel bir adaptör kullanılabilir. Bu, iki orijinal ölçümle birlikte termal iletkenlik hakkında sonuçlara varılmasını sağlayan doğrudan bir ZT belirlemesidir. Entegre Harman yöntemine sahip bir LSR platformu, önemli katma değer nedeniyle LSR-3 yükselt mesi olarak adlandırılır. Ölçüm elektroniğinde isteğe bağlı bir genişletme kullanılarak, modüller (TEG) için ZT değeri, empedans spektroskopisi şeklinde aynı ölçüm prensibi kullanılarak LSR-3 yükseltme (LSR L31 yükseltme) platformunda da belirlenebilir
Ölçüm prensibi Seebeck katsayısı
Silindirik, kare veya dikdörtgen bir numune iki elektrot arasına dikey olarak yerleştirilir. Alt elektrot bloğu ve isteğe bağlı olarak üst elektrot bloğu (sıcaklık gradyanını tersine çevirmek için) bir ısıtma bobini (ikincil ısıtıcı) içerir. Tüm ölçüm düzeneği, numuneyi ölçüm için belirli bir sıcaklığa kadar ısıtan bir fırının içine yerleştirilmiştir. Bu sıcaklığa ulaşıldığında, alt elektrottaki ikincil ısıtıcı numune boyunca önceden tanımlanmış bir sıcaklık gradyanı oluşturur. Yanal olarak temas eden iki termokupl T1 ve T2 şimdi numune üzerindeki sıcak ve soğuk temas arasındaki sıcaklık farkını (ΔT = T2 – T1) ölçer. Ayrıca, iki termokupl ucundan biri dE elektromotor kuvvetini (veya Vth termoelektrik voltajını) ölçmek için kullanılır.
Benzersiz bir yay mekanizması, termokupllar ile numune arasında mümkün olan en iyi elektriksel teması ve dolayısıyla son derece hassas ölçümleri sağlar. Seebeck katsayısı daha sonra aşağıdaki formül kullanılarak elde edilen ölçüm verilerinden kolayca hesaplanabilir:
Ölçüm prensibi Elektriksel iletkenlik
Örneklerin spesifik elektrik direncini veya elektrik iletkenliğini belirlemek için DC dört telli ölçüm kullanılır. Bu, temas veya tel direnci gibi parazit etkilerin bastırılmasını ve ölçüm doğruluğunun önemli ölçüde artırılmasını sağlar.
Termal dengede (ΔT = 0K) ölçüm için, iki elektrot kullanılarak numuneye sabit bir doğru akım(IDC) uygulanır. Elektrotlar ve numune boyutları nedeniyle, numune içinde neredeyse ideal bir tek boyutlu akım akışı olduğu varsayılabilir. Numunenin “t” uzunluğundaki bir bölümü üzerinde ortaya çıkan voltaj düşüşü (VΩ), iki termokupl telinden biri kullanılarak tekrar ölçülür.
Ölçüm verileri ve termokupl aralığı “t” temel alınarak, özgül direnç ve elektrik iletkenliği aşağıdaki formüller kullanılarak hesaplanabilir.
Ölçüm prensibi Harman yöntemi
Harman yöntemi, bir doğru akım (DC) uygulandığında bir numunenin zaman içindeki voltaj eğrisini ölçerek bir malzemenin termoelektrik değerini ( ZT ) hesaplamayı mümkün kılar.
Ölçüm için, iki iğne kontağı aracılığıyla bir termoelektrik numuneye bir akım enjekte edilir. Peltier etkisi nedeniyle, iki bağlantı noktasından biri yerel olarak ısıtılır veya soğutulur. Sonuç olarak, adyabatik sınır koşulları nedeniyle numune üzerinde karakteristik bir sıcaklık profili oluşturulur. Oran, ilk voltaj düşüşünün ölçümünden (sıcaklık gradyanı olmayan omik kısım) ve sabit voltaj düşüşünün ölçümünden (termoelektrik voltaj dahil) hesaplanırsa, boyutsuz kalite faktörü ZT (ve bundan da termal iletkenlik lambda) hesaplanabilir.
Harman yönteminin bireysel ölçümlerden ZT hesaplamaya kıyasla temel avantajları, yalnızca tek bir ölçüm cihazının gerekli olması, yalnızca tek bir numunenin hazırlanması ve doğrudan ölçüm nedeniyle ZT için ortaya çıkan ölçüm hatasının önemli ölçüde daha küçük olmasıdır. Ancak dezavantajı, ölçüm yönteminin yalnızca iyi termoelektrik malzemeler için ve maksimum 400°C’ye kadar kullanılabilmesidir.
İnce katmanlar ve filmler için adaptör
Katı malzemelere kıyasla benzersiz özellikleri nedeniyle, ince filmler veya nanoteller gibi nanoyapılı numunelere olan ilgi son yıllarda önemli ölçüde artmıştır. Günümüz araştırmalarının gereksinimlerini karşılamak için LINSEIS, LSR platformu için bir alt tabaka üzerinde serbest duran filmler ve folyolar veya kaplamalar için iki farklı numune tutucu geliştirmiştir. Numune tutucuların benzersiz tasarımı sayesinde, LSR ile kaplama kalınlığı ve üretim yöntemi açısından çok sayıda farklı şekilde hazırlanmış numune karakterize edilebilir.
Mevcut aksesuarlar
Yuvarlak numuneler için numune tutucu
Termokupllar ve kamera seçeneği
Standart termokupllar: maksimum hassasiyet için
Ceketli termokupllar: zorlu numuneler için
K/S/C tipi termokupllar:
- Düşük sıcaklık ölçümleri için K tipi
- Yüksek sıcaklık ölçümleri için Tip S
- Platine saldıran tüm numuneler için C tipi
Kamera seçeneği
- Prob mesafesi ölçümleri için kamera seçeneği
- yüksek hassasiyetli direnç ölçümleri sağlar
- Yazılım paketi dahildir
Benzersiz özellikler
değiştirilebilir fırınlar kullanılarak
-100°C ila 1500°C sıcaklık aralığında ölçümler
Harman yöntemi kullanılarak doğrudan ZT ölçümü
mükemmel sıcaklık kontrolü ve daha yüksek numune verimi için yüksek hızlı kızılötesi fırın
Hassas direnç ölçümleri için çok çeşitli termokupllar ve
kamera seçeneği
Sorularınız mı var? Sadece bizi arayın!
+49 (0) 9287/880 0
Perşembe’ye kadar sabah 8’den akşam 4’e kadar
ve Cuma günleri sabah 8’den akşam 12’ye kadar hizmet vermektedir.
Sizin için buradayız!
Teknik Özellikler
Beyaz üzerine siyah
Özel özellikler
- Numune boyunca neredeyse ideal, 1 boyutlu ısı akışı
- Yüksek ohm seçeneği ve değişken konumlandırılabilir termokupllar sayesinde en zorlu numuneler bile güvenilir bir şekilde ölçülebilir.
- Değiştirilebilir fırınlar kullanılarak -100°C ila 1500°C sıcaklık aralığında ölçümler mümkündür
- Bacaklarda doğrudan ZT ölçümü(Harman yöntemi)
- Harman yöntemi kullanılarak termal iletkenlik ölçümü
- Ölçüm sırasında mükemmel sıcaklık kontrolü ve daha yüksek numune verimi için yüksek hızlı kızılötesi fırın
- Mevcut termokuplların geniş seçimi (sıcaklık aralığı, kılıflı, serbest duran)
- Yüksek hassasiyetli direnç ölçümleri için kamera seçeneği
MODELL | LSR-3 (LSR L31) |
|---|---|
| Temperaturbereich: | Infrarot-Ofen: RT bis 800°C/1100°C Widerstands-Ofen: RT bis 1500°C Niedertemperatur-Ofen: -100°C bis 500°C |
| Messmethode: | Seebeck Koeffizient: Statische DC Methode / Slope-Methode Elektrischer Widerstand: Vier-Punkt-Messung |
| Atmosphäre: | Inert, reduzierend, oxidierend, Vakuum Heliumgas mit niedrigem Druck empfohlen |
| Probenhalter: | Vertikale Einspannung zwischen zwei Elektroden Optionaler Adapter für Folien und dünne Schichten |
| Probengröße (Zylinder oder Rechteck): | 2 bis 5 mm Grundfläche und max. 23 mm lang bis zu einem Durchmesser von 6 mm und einer Länge von max. 23 mm lang |
| Probengröße rund (Scheibenform): | 10, 12.7, 25.4 mm |
| Messabstand der Thermoelemente: | 4, 6, 8 mm |
| Wasserkühlung: | erforderlich |
| Messbereich Seebeck-Koeffizient: | 1µV/K bis 5000 µV/K (statisches Gleichstromverfahren) Genauigkeit ±7% / Wiederholbarkeit ±3,5% |
| Messbereich Elektrische Leitfähigkeit: | 0,01 bis 2×10 5 S/cm Genauigkeit ±10% / Wiederholbarkeit ±5% |
| Stromquelle: | Driftarme Stromquelle von 0 bis 160 mA (optional 220 mA) |
| Elektrodenmaterial: | Nickel (-100 bis 500°C) / Platin (-100 bis +1500°C) |
| Thermoelemente: | Typ K/S/C |
| * 5% für LSR inklusive Kamera-Option | |
Addon | LSR-3 (LSR L31) Upgrade |
| DC Harman-Methode: | Direkte ZT-Messung an thermoelektrischen Schenkeln |
| Temperaturbereich: | -100 bis +400°C RT bis +400°C |
| Probenhalter: | Nadelkontakte für adiabatische Messbedingungen |
| Probengröße: | 2 bis 5 mm im Rechteck und max. 23 mm lang bis 6 mm im Durchmesser und max. 23 mm lang Module bis 50mm x 50mm |
Veri sayfası
Yazılım
Değerleri görünür ve karşılaştırılabilir kılmak
Microsoft® Windows® tabanlı güçlü LINSEIS termal analiz yazılımı, kullanılan donanımın yanı sıra termoanalitik deneylerin hazırlanması, yürütülmesi ve değerlendirilmesinde en önemli işlevi yerine getirmektedir. Bu yazılım paketi ile Linseis, cihaza özgü tüm ayarların ve kontrol fonksiyonlarının programlanmasının yanı sıra veri depolama ve değerlendirme için kapsamlı bir çözüm sunar. Paket, şirket içi yazılım uzmanlarımız ve uygulama uzmanlarımız tarafından geliştirilmiştir ve uzun yıllar boyunca denenmiş ve test edilmiştir.
Genel özellikler
- Seebeck katsayısı ve elektrik iletkenliğinin otomatik değerlendirilmesi
- Numune temasının otomatik kontrolü
- Otomatik ölçüm programları oluşturun
- Seebeck ölçümü için sıcaklık profilleri ve sıcaklık gradyanları oluşturma
- Harman ölçümlerinin otomatik değerlendirilmesi (isteğe bağlı)
- Gerçek zamanlı renkli ekran
- Otomatik ve manuel ölçeklendirme
- Eksenlerin gösterimi serbestçe seçilebilir (örn. sıcaklığa (y ekseni) karşı Seebeck katsayısı (y ekseni))
- Matematiksel hesaplamalar (örneğin birinci ve ikinci türevler)
- Tüm ölçüm ve analizlerin arşivlenmesi için veri tabanı
- Çoklu görev (aynı anda farklı programlar kullanılabilir)
- Çoklu kullanıcı seçeneği (kullanıcı hesapları)
- Eğri bölümleri için yakınlaştırma seçenekleri
- Karşılaştırma için herhangi bir sayıda eğri üst üste yüklenebilir
- Çevrimiçi Yardım Menüsü
- Eğrilerin serbest etiketlenmesi
- Basitleştirilmiş dışa aktarma işlevleri (CTRL C)
- Ölçüm verilerinin EXCEL® ve ASCII dışa aktarımı
- Sıfır eğrileri hesaplanabilir
- İstatistiksel eğri değerlendirmesi (güven aralığı ile ortalama değer eğrisi)
- Verilerin tablo halinde çıktısı
Uygulamalar
Uygulama örneği: Constantan (yüksek sıcaklık referansı)
NIST tarafından sağlanan ve yalnızca 390 K’ye kadar sınırlı bir sıcaklık aralığında kullanılabilen Bi2Te3 referans örneğinin (SRM 3451)™ aksine, alternatif konstantan referans örneğimiz 800°C’ye kadar yüksek sıcaklık referansı olarak kullanılabilir. Aşağıdaki ölçüm, belirtilen toleranslar dahilinde olan tipik bir ölçüm eğrisini göstermektedir.
Uygulama örneği: SiGe alaşımı
Silikon-germanyum alaşımları yüksek sıcaklıklarda kararlı olan termoelektrik malzemelerdir ve genellikle uzay görevlerinde veya atık ısıdan enerji geri kazanırken yüksek sıcaklıklarda olduğu gibi en zorlu çevresel koşullar altında kullanılırlar. Ancak, yeni geliştirilen bir alaşımın düşük sıcaklıktaki davranışını test etmek için aşağıdaki ölçüm gerçekleştirilmiştir.
Uygulama örneği: NIST Bi’nin ZT ölçümü2Te3 referans (Harman yöntemi)
Aşağıdaki şekilde, LINSEIS LSR platformumuzda doğrudan ZT ölçümü için Harman yöntemi kullanılarak ölçülen NIST (SRM 3451)™ Bi2Te3 referans örneğinin ölçümü gösterilmektedir.
NIST (SRM 3451)™ Bi2Te3Bizmut tellür referans malzemesi, LINSEIS LSR platformumuz ile birlikte Harman yöntemi kullanılarak analiz edilmiştir. Ölçüm, tek bir sıcaklık ölçüm noktasındaki tipik voltaj dağılımını açıkça göstermektedir. Bu durumda, oda sıcaklığındaki ZT “figure of merit” değeri, omik voltaj düşüşü ve termoelektrik voltaj düşüşü ilişkilendirilerek basitçe hesaplanabilir. ZT değeri oda sıcaklığında 0,50 olarak bulunmuştur.
İyi bilgilendirilmiş
