Descripción
Al grano
El LZT-Meter de Linseis es el primer instrumento del mundo disponible comercialmente para determinar la figura de mérito termoeléctrica ZT utilizando una medición combinada de láser-flash (LSR+ LFA) en un único dispositivo.
Por tanto, el dispositivo de medición puede utilizarse para determinar la conductividad térmica de forma independiente mediante el método flash, así como para medir la resistencia eléctrica y el coeficiente Seebeck conocidos por la LSR.
Por tanto, la ventaja es obvia: el diseño integrado ahorra tanto el costoso espacio del laboratorio como los gastos innecesarios de hornos duplicados, electrónica de medición y otros equipos. Esto convierte al LZT-Meter en la solución ideal para aplicaciones de investigación y desarrollo en las que el rendimiento de la muestra es menos importante que la calidad de la medición y la rentabilidad. Esto se debe a que una única geometría en forma de disco es totalmente suficiente para la caracterización ZT completa de una muestra.
El aparato también está disponible con tres hornos diferentes: un nuevo horno de infrarrojos (para un control preciso de la temperatura a temperaturas muy altas y muy bajas), un horno de baja temperatura y un horno de alta temperatura.
Ventajas de la medición combinada:
- Medición de una sola muestra
- Sin error de geometría
- Misma estequiometría
- No hay problemas con la preparación posterior de la muestra
- Condiciones ambientales idénticas
- Temperatura
- Humedad
- Atmósfera
Además, todas las ventajas conocidas de la plataforma LSR
- Posibilidad de medir la resistencia en muestras de alta resistencia
- Medición Harman opcional
- Opción de cámara
El aparato también está disponible con tres hornos diferentes:
- Un horno de infrarrojos (para un control preciso de la temperatura a velocidades de calentamiento muy altas y muy bajas)
- Un horno de baja temperatura para mediciones hasta -100 °C
- Un horno de alta temperatura para mediciones de hasta 1100 °C
El paquete de software suministrado ofrece la posibilidad de analizar todos los datos de medición de forma sencilla y de utilizar el modelo Harman ZT integrado opcionalmente .
Características únicas
Medición combinada:
Integra la medición del destello láser y del coeficiente Seebeck en un solo aparato.
Rentabilidad y ahorro de espacio: Ahorra espacio en el laboratorio y reduce costes gracias al diseño integrado.
Amplio rango de temperaturas: es posible realizar mediciones desde -100°C hasta 1100°C.
Alta precisión: errores geométricos mínimos y condiciones ambientales idénticas.
Hornos modulares:
Varias opciones de hornos para necesidades específicas.
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Nuestro servicio está disponible de lunes a jueves de 8 a 16 h y los viernes de 8 a 12 h.
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Especificaciones
Negro sobre blanco
- Sólo se necesita un dispositivo de medición integrado para una caracterización ZT completa
- Rentabilidad y ahorro de espacio
- Gracias a la opción de alto ohmio y a los termopares de posicionamiento variable, se pueden medir de forma fiable incluso las muestras más exigentes
- Es posible realizar mediciones en el intervalo de temperatura de -100°C a 1100°C utilizando hornos intercambiables
- Medición directa de ZT en patas (método Harman) y módulos (espectroscopia de impedancia)
- Medición de la conductividad térmica mediante el método LaserFlash
- Horno de infrarrojos de alta velocidad para un excelente control de la temperatura durante la medición y un mayor rendimiento de la muestra
- Amplia selección de termopares disponibles (rango de temperatura, envainados, libres)
- Opción de cámara para mediciones de resistividad de alta precisión
MODEL | LZT-Meter (LZT L33) |
|---|---|
| Temperature range: | Infrared furnace: RT up to 800°C/1100°C Low temperature oven: -100°C to 500°C |
| Measurement method: | Seebeck coefficient: Static DC method / Slope method Electrical resistance: four-point measurement |
| Atmosphere: | Inert, reducing, oxidizing, vacuum Helium gas with low pressure recommended |
| Sample holder: | Vertical clamping between two electrodes Optional adapter for foils and thin layers |
| Sample size (cylinder or rectangle): | 2 to 5 mm base area and max. 23 mm long up to a diameter of 6 mm and a length of max. 23 mm long |
| Sample size round (disc shape): | 10, 12.7, 25.4 mm |
| Measuring distance of the thermocouples: | 4, 6, 8 mm |
| Water cooling: | required |
| Measuring range Seebeck coefficient: | 1µV/K to 250mV/K (static DC method) Accuracy ±7% / Repeatability ±3.5% |
| Measuring range Electrical conductivity: | 0.01 to 2×105 S/cm Accuracy ±10% / Repeatability ±5% |
| Current source: | Low-drift current source from 0 to 160 mA |
| Electrode material: | Nickel (-100 to 500°C) / Platinum (-100 to +1500°C) |
| Thermocouples: | Type K/S/C |
| Heat conductivity | |
| Pulse source: | Nd:YAG laser (25 joules) |
| Pulse duration: | 0.01 to 5ms |
| Detector: | InSb / MCT |
| thermal conductivity | |
| Measuring range: | 0.01 to 1000mm2/s |
| Addon | LSR-4 upgrade |
| DC Harman method: | Direct ZT measurement on thermoelectric legs |
| AC impedance spectroscopy: | Direct ZT measurement on thermoelectric modules (TEG/Peltier module) |
| Temperature range: | -100 to +400°C RT to +400°C |
| Sample holder: | Needle contacts for adiabatic measuring conditions |
| Sample size: | 2 to 5 mm in rectangle and max. 23 mm long up to 6 mm in diameter and max. 23 mm long Modules up to 50mm x 50mm |
Software
Hacer visibles y comparables los valores
El potente software de análisis térmico LINSEIS , basado en Microsoft® Windows®, desempeña la función más importante en la preparación, ejecución y evaluación de los experimentos termoanalíticos, además del hardware utilizado.
Con este paquete de software, Linseis ofrece una solución completa para programar todos los ajustes específicos del aparato y las funciones de control, así como para almacenar y evaluar los datos. El paquete ha sido desarrollado por nuestros propios especialistas en software y expertos en aplicaciones, y ha sido probado durante muchos años.
Propiedades del ALF
- Corrección precisa de la longitud del pulso, «mapeo del pulso».
- Corrección de la pérdida de calor
- Análisis de sistemas de 2 ó 3 capas
- Medición de la resistencia de contacto de los sistemas multicapa
- Asistente de modelos para seleccionar el mejor modelo de evaluación
- Determinación de la capacidad calorífica específica
- Modelo Dusza
Propiedades LSR
- Admite muestras cilíndricas, cuadradas y en forma de disco
- Disponibles hornos de alta y baja temperatura
- Programable sin barreras
- Adaptador para láminas finas flexibles y estables
- Asistente del programa integrado
- Determinación del efecto Seebeck, conductividad eléctrica y Harman-ZT
Propiedades generales
- Evaluación automática del coeficiente Seebeck y de la conductividad eléctrica
- Control automático del contacto de la muestra
- Crear programas automáticos de medición
- Creación de perfiles de temperatura y gradientes de temperatura para la medición Seebeck
- Evaluación automática de las mediciones Harman (opcional)
- Visualización en color en tiempo real
- Escalado automático y manual
- Visualización de los ejes de libre elección (por ejemplo, temperatura
por ejemplo, temperatura (eje x) frente a delta L (eje y)) - Cálculos matemáticos (por ejemplo, primera y segunda derivadas)
- Base de datos para archivar todas las mediciones y análisis
- Multitarea (se pueden utilizar diferentes programas al mismo tiempo)
- Opción multiusuario (cuentas de usuario)
- Opciones de zoom para las secciones de las curvas
- Se puede cargar cualquier número de curvas una encima de otra para compararlas
- Menú Ayuda en línea
- Etiquetado libre de las curvas
- Funciones de exportación simplificadas (CTRL C)
- Exportación EXCEL® y ASCII de los datos de medición
- Las curvas cero se pueden desplazar
- Evaluación estadística de la curva (curva de valor medio con intervalo de confianza)
- Impresión tabular de los datos
Aplicaciones
Ejemplo de aplicación: telururo de función LSR
Se midió un representante típico de la familia de los telururos en el intervalo comprendido entre la temperatura ambiente y 200°C. Se muestran tanto el coeficiente Seebeck como la resistencia eléctrica en función de la temperatura.
Ejemplo de aplicación: telururo de bismuto – número de calidad
La figura de mérito ZT describe el rendimiento de un material termoeléctrico. El ZT se calcula normalmente a partir de la conductividad térmica y eléctrica y del coeficiente Seebeck. Estas tres propiedades se miden por separado, y cada medición tiene un cierto error.
El método Harman permite medir directamente el ZT en una sola medición: La tensión medida, que se crea al aplicar una corriente a un material termoeléctrico, se compone de dos contribuciones: la caída de tensión óhmica y la tensión termoeléctrica. Si divides una por la otra, obtienes ZT.
Elmaterial de referencia NIST (SRM 3451)™ Bi2Te3telururo de bismuto se analizó utilizando el método Harman en combinación con nuestra plataforma LINSEIS LSR. La medición muestra claramente la distribución típica de la tensión en un único punto de medición de la temperatura. En este caso, el «valor de calidad» ZT a temperatura ambiente puede calcularse fácilmente relacionando la caída de tensión óhmica y la caída de tensión termoeléctrica. Se determinó un valor ZT de 0,50 a temperatura ambiente.
Aplicación: Grafito
El grafito es un tipo de carbono que se presenta como un sólido gris oscuro. Tiene una resistencia química considerablemente alta y se utiliza de muchas maneras, por ejemplo, como material catódico, material de construcción, componente de sensores y mucho más. Cuando se calienta, reacciona con el oxígeno para formar monóxido de carbono o dióxido de carbono, pero puede alcanzar temperaturas muy altas cuando se calienta en un entorno inerte y sin oxígeno. Por esta razón, se utiliza en hornos de temperatura ultra alta como material de horno o incluso como elemento calefactor.
En este ejemplo, se analizó una muestra de grafito en vacío utilizando un LFA 1000 (Laserflash Analyzer). La difusividad térmica se midió directamente a varios niveles de temperatura entre la temperatura ambiente y 1100 °C. La capacidad calorífica específica se determinó utilizando un patrón de grafito conocido en una segunda posición de la muestra como referencia en la misma medición. El producto de la difusividad, el calor específico y la densidad da la conductividad térmica correspondiente. El resultado muestra una conductividad térmica típicamente lineal decreciente y una difusividad térmica que muestra una meseta por encima de 500 °C. La Cp aumenta con el aumento de la temperatura. El Cp aumenta ligeramente con el aumento de la temperatura.
Aplicaciones externas
La aplicación de la física de la construcción en el diseño de ventanas de tejado (publicado por: Energies)
Espumas rígidas de poliuretano como aislamiento criogénico de tanques externos para lanzadores espaciales (publicado por: IOP Conference Series: Ciencia e Ingeniería de Materiales)
CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DE LOS SUELOS DE MADERA EN EL CONTEXTO DE LAS APLICACIONES DE LOS SISTEMAS DE CALEFACCIÓN POR SUELO RADIANTE (publicado por: Departamento de Investigación y Aplicación de la Madera, Instituto Tecnológico de la Madera, Poznan, Polonia)
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