Установка для исследования кпд термоэлементов и тепло-электрофизических параметров материалов.

Назначение и область применения

Термоэлектрические явления прямого преобразования теплоты в электричество в твердых или жидких проводниках, а также обратные явления прямого нагревания и охлаждения спаев двух проводников проходящим током обусловлены связью между тепловыми и электрическими процессами в проводниках (полупроводниках).

Причина всех термоэлектрических явлений заключается в нарушении теплового равновесия в потоке носителей, то есть в отличии средней энергии электронов в потоке от энергии Ферми. Абсолютные значения всех термоэлектрических коэффициентов растут с уменьшением концентрации носителей, поэтому в полупроводниках они в десятки и сотни раз больше, чем в металлах и сплавах.
Установка для исследования КПД термоэлементов и тепло-электрофизических параметров материалов
Именно поэтому термоэлектрические полупроводниковые материалы нашли в настоящее время широкое применение для создания различных приборов, принцип действия которых основан на термоэлектрических эффектах.
Термоэлектрические явления широко используются для создания термоэлектрических измерительных приборов, а также термоэлектрических генераторов и термоэлектрических холодильников. Перспективно сочетание термоэлектрических преобразователей с компактными, мощными и относительно дешевыми источниками тепла.
Термоэлектрические приборы обладают принципиальными преимуществами перед обычными механическими системами: отсутствием движущихся частей, бесшумностью работы, компактностью, легкостью регулировки, малой инерционностью.
Установка разработана для исследования коэффициента полезного действия термоэлементов и тепло-электрофизических параметров материалов.

В состав установки входят:

  • Вакуумная камера, изготовленная из нержавеющей стали, состоящая из цилиндрического основания внутренним диаметром 250 мм и высотой 90 мм, и цилиндрического колпака таких же размеров, расположенного на кронштейне, позволяющем его подъем и отвод в сторону для удобства работы. Конструкция кронштейна препятствует опрокидыванию камеры;
  • Вакуумный ручной ввод линейного перемещения, расположенный на верхнем фланце колпака и используемый для прижима градиентного нагревателя к образцу;
  • Теплообменник, фоновый, охранный и градиентный нагреватели для создания градиента температур до 900 0С и подавления теплового излучения в сторону стенок камеры;
  • Система термопар;
  • Система вакуумной откачки;
  • Блок управления установкой.

Технические характеристики

Градиент температур на образце до 900°С
Погрешность измерения температуры до 0,25 %
Измеряемый диапазон коэффициента теплопроводностиот 0,1 до 50 Вт/м*К
Измеряемый диапазон коэффициента электропроводности от 103 до 1010 Ом-1*м-1
Максимальная высота образца 50 мм
Рабочее давление 10-2 торр
Масса установки, кг не более 35