설명
요점
린사이스의 LSR 플랫폼은 고체 및 박막 형태의 열전 소재를 거의 완벽하게 특성화하는 데 사용할 수 있습니다.
기본 LSR-3 버전에서 시벡 계수 와 전기 전도도 (전기 저항)을 최대 1500°C까지 완전 자동으로 동시에 측정할 수 있습니다.
기본 버전을 다양한 옵션과 결합하여 응용 범위를 확장할 수 있습니다.
예를 들어 저온 옵션을 사용하면 -100°C까지 냉각되는 LN2와 특수 박막 어댑터를 사용하여 필름 및 얇은 층을 측정하는 완전 자동 측정이 가능합니다.
옵션으로 제공되는 카메라를 사용하면 전기 전도도를 가장 정확하게 측정할 수 있으며 고저항 옵션을 사용하면 전기 전도도가 낮은 시료의 특성을 분석할 수 있도록 측정 범위가 크게 확장됩니다.
차원 없는 장점 수치 ZT를 계산하기 위해서는 Seebeck 계수 및 전기 전도도 외에 열전도도가 필요하므로 일반적으로 다음과 같은 다른 측정 장치를 사용해야 합니다. LaserFlash와 같은 다른 측정 장치를 사용해야 합니다.
이 문제를 해결하기 위해 추가 LaserFlash를 Linseis LSR 플랫폼에 통합할 수 있습니다( LZT 미터참조) 또는 특수 어댑터를 사용하여 고체 물질을 측정할 수 있습니다. 하만 방법.
이것은 두 가지 원래 측정값과 결합하여 결론을 도출할 수 있는 직접적인 ZT 측정값입니다. 열 전도성.
Harman 방식이 통합된 LSR 플랫폼은 상당한 부가가치를 창출하기 때문에 LSR-4라고 합니다.
측정 전자 장치의 옵션 확장을 통해 LSR-4 플랫폼에서 임피던스 분광학 형태의 동일한 측정 원리를 사용하여 모듈(TEG)의 ZT 값을 측정할 수도 있습니다.
시벡 계수 측정의 원리
원통형, 정사각형 또는 직사각형 샘플을 두 전극 사이에 수직으로 배치합니다.
하부 전극 블록과 선택적으로 상부 전극 블록(온도 구배 반전용)에는 가열 코일(보조 히터)이 포함되어 있습니다.
전체 측정 배열은 오븐에 위치하여 측정을 위해 샘플을 특정 온도로 가열합니다.
이 온도에 도달하면 하부 전극의 보조 히터가 시료를 따라 미리 정의된 온도 구배를 생성합니다.
이제 두 개의 측면 접촉 열전대 T1과 T2가 시료의 고온 접촉부와 저온 접촉부 사이의 온도 차이(ΔT = T2 – T1)를 측정합니다.
또한 두 개의 열전대 리드 중 하나는 기전력 dE(또는 열전 전압 Vth)를 측정하는 데 사용됩니다.
고유한 스프링 메커니즘을 통해 열전대와 프로브 사이에 최상의 전기적 접촉이 이루어지므로 매우 정확한 측정이 가능합니다.
그러면 다음 공식을 사용하여 얻은 측정 데이터에서 Seebeck 계수를 쉽게 계산할 수 있습니다:
전기 전도도 측정 원리
DC 4선식 측정은 시료의 특정 전기 저항 또는 전기 전도도를 측정하는 데 사용됩니다.
이를 통해 접촉 또는 전선 저항과 같은 기생 영향을 억제하고 측정 정확도를 크게 높일 수 있습니다.
열 평형 상태(ΔT = 0K)에서 측정하기 위해 두 전극을 사용하여 시료에 일정한 직류(IDC)를 가합니다.
전극과 시료의 크기로 인해 시료 내에서 거의 이상적인 1차원 전류 흐름을 가정할 수 있습니다.
두 열전대 와이어 중 하나를 사용하여 시료의 길이 “t” 구간에서 결과 전압 강하(VΩ)를 다시 측정합니다.
비저항과 전기 전도도는 측정 데이터와 열전대 간격 ‘t’를 기준으로 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
하만 측정의 원리
하만 방법을 사용하면 직류(DC)가 인가되었을 때 시료의 시간적 전압 곡선을 측정하여 재료의 열전 성능 지수(열전율 ZT )를 계산할 수 있습니다.
측정을 위해 두 개의 바늘 접점을 통해 열전 샘플에 전류를 흘려보냅니다.
펠티에 효과로 인해 두 접합부 중 하나가 국부적으로 가열되거나 냉각됩니다.
그 결과 단열 경계 조건이 시료에 특징적인 온도 프로파일을 생성합니다.
초기 전압 강하(온도 구배가 없는 옴 부분)의 측정과 정지 전압 강하(열전 전압 포함)의 측정으로 비율이 형성되면 무차원의 장점 수치 ZT (그리고 이로부터 열 전도성 람다)를 계산할 수 있습니다.
개별 측정으로 ZT를 계산하는 것과 비교했을 때 Harman 방법의 근본적인 장점은 하나의 측정 장치만 필요하고 하나의 샘플만 준비하면 되며 직접 측정하기 때문에 ZT의 측정 오차가 훨씬 작다는 점입니다.
그러나 이 측정 방법은 열전 재료가 양호하고 최대 400°C까지만 사용할 수 있다는 단점이 있습니다.
박막 및 호일용 어댑터
고체 물질에 비해 독특한 특성으로 인해 박막이나 나노 와이어와 같은 나노 구조 샘플에 대한 관심이 최근 몇 년간 크게 증가했습니다.
오늘날의 연구 요구 사항을 충족하기 위해 LINSEIS는 LSR 플랫폼용 기판의 독립형 필름과 호일 또는 코팅을 위한 두 가지 샘플 홀더를 개발했습니다.
시료 홀더의 독특한 디자인 덕분에 코팅 두께와 제조 방법 측면에서 LSR로 다양한 시료의 특성을 분석할 수 있습니다.
사용 가능한 액세서리
디스크 형태의 샘플을 위한 샘플 홀더
열 요소 및 카메라 옵션
표준 열전대: 정밀도 극대화
재킷형 열전대: 까다로운 시료용
유형 K/S/C 열전대:
- 저온 측정용 K 타입
- 고온 측정을 위한 S타입
- 플래티넘을 공격하는 모든 샘플의 경우 C 유형
카메라 옵션
- 프로브 거리 측정을 위한 카메라 옵션
- 고정밀 저항 측정 가능
- 소프트웨어 패키지 포함
고유 기능
샘플을 통한 거의 이상적인 1차원 열
흐름
교체형 오븐을 사용하여 -100°C ~ 1500°C 범위의 온도
에서 측정합니다.
Harman
방법 및 임피던스 분광법을 사용한 직접 ZT 측정
탁월한 온도
제어 및 높은 시료
처리량을 위한 고속 적외선 오븐
다양한 열전대 및 카메라
옵션으로 정밀한 저항 측정이 가능합니다.
서비스 핫라인
+1 (609) 223 2070
+49 (0) 9287/880 0
서비스 이용 시간은 월요일부터
목요일 오전 8시부터 오후 4시까지
, 금요일 오전 8시부터 오후 12시까지입니다.
저희가 도와드리겠습니다!
사양
흰색에 검은색
특별한 기능
- 시료를 통과하는 거의 이상적인 1차원 열 흐름
- 동크 고옴 옵션과 가변 위치 열전대를 사용하면 가장 까다로운 시료도 안정적으로 측정할 수 있습니다.
- 교체 가능한 퍼니스를 사용하여 -100°C ~ 1500°C의 온도 범위에서 측정이 가능합니다.
- 다리(하만 방식) 및 모듈(임피던스 분광법)의 직접 ZT 측정
- 하만 방법을 사용한 열전도도 측정
- 측정 중 탁월한 온도 제어와 높은 시료 처리량을 위한 고속 적외선 오븐
- 다양한 열전대 선택 가능(온도 범위, 피복형, 독립형)
- 고정밀 저항률 측정을 위한 카메라 옵션
MODEL | LSR-3 |
|---|---|
| Temperature range: | Infrared oven: RT up to 800°C/1100°C Resistance oven: RT up to 1500°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 films 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 5000 µV/K (static direct current method) Accuracy ±7% / repeatability ±3.5% |
| Measuring range Electrical conductivity: | 0.01 to 2×10 5 S/cm Accuracy ±10% / repeatability ±5% |
| Current source: | Low drift current source from 0 to 160 mA (optional 220 mA) |
| Electrode material: | Nickel (-100 to 500°C) / Platinum (-100 to +1500°C) |
| Thermocouples: | Type K/S/C |
| * 5% for LSR including camera option | |
| 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 |
데이터 시트
소프트웨어
값을 가시화하고 비교 가능하게 만들기
Microsoft® Windows®를 기반으로 하는 강력한 LINSEIS 열 분석 소프트웨어는 사용되는 하드웨어 외에도 열 분석 실험의 준비, 실행 및 평가에서 가장 중요한 기능을 수행합니다.
린세이스는 이 소프트웨어 패키지를 통해 모든 디바이스별 설정 및 제어 기능을 프로그래밍하고 데이터 저장 및 평가를 위한 포괄적인 솔루션을 제공합니다.
이 패키지는 사내 소프트웨어 전문가와 애플리케이션 전문가가 개발했으며 수년에 걸쳐 검증을 거쳤습니다.
일반 속성
- Seebeck 계수 및 전기 전도도 자동 평가
- 샘플 접촉 자동 제어
- 자동 측정 프로그램 만들기
- Seebeck 측정을 위한 온도 프로파일 및 온도 그라데이션 만들기
- Harman 측정값 자동 평가(선택 사항)
- 실시간 컬러 디스플레이
- 자동 및 수동 스케일링
- 축 표시를 자유롭게 선택할 수 있습니다(예: 온도
예: 온도(x축)와 델타 L(y축) 비교). - 수학적 계산(예: 일차 및 이차 미분)
- 모든 측정 및 평가를 보관하기 위한 데이터베이스
- 멀티태스킹(여러 프로그램을 동시에 사용할 수 있음)
- 다중 사용자 옵션(사용자 계정)
- 커브 섹션의 확대/축소 옵션
- 비교를 위해 여러 개의 커브를 서로 겹쳐서 로드할 수 있습니다.
- 온라인 도움말 메뉴
- 커브의 자유로운 라벨링
- 간소화된 내보내기 기능(CTRL C)
- 측정 데이터의 EXCEL® 및 ASCII 내보내기
- 제로 커브 계산 가능
- 통계 곡선 평가(신뢰 구간이 있는 평균값 곡선)
- 데이터의 표 형식 출력
적용분야
적용 예시: 콘스탄탄(고온 기준)
최대 390K의 제한된 온도 범위에서만 사용할 수 있는 NIST에서 제공하는 Bi2Te3 참조 샘플(SRM 3451)™과 달리, 당사의 대체 콘스탄탄 참조 샘플은 최대 800°C까지 고온 참조로 사용할 수 있습니다.
다음 측정은 지정된 허용 오차 범위 내에 있는 일반적인 곡선을 보여줍니다.
적용 예시: SiGe 합금
실리콘-게르마늄 합금은 고온에서 안정적인 열전 재료로, 우주 임무나 폐열을 이용한 에너지 회수 등 가장 까다로운 환경 조건에서 주로 사용됩니다.
그러나 새로 개발된 합금의 저온 거동을 테스트하기 위해 다음과 같은 측정을 수행했습니다.
적용 예시: NIST Bi2Te3 기준의 ZT 측정(Harman 방법)
충분한 정보 제공
