關(guān)于熱電材料性能導熱系數的測定相關(guān)知識
更新時(shí)間:2019-09-22 | 點(diǎn)擊率:810
關(guān)于熱電材料性能導熱系數的測定相關(guān)知識
測量導熱系數時(shí),應盡量減少被測元件以輻射、對流和導熱等方式傳遞給周?chē)諝獾臒崃俊?/div>
測量元件導熱系數的方法有法和相對法。確定導熱系數時(shí)應測量加熱器的功率。通常用電加熱器加熱元件,其功率由電流及電壓求得。測量時(shí)采用的元件幾何尺寸視材料的導熱性能而定。高導熱系數的半導體材料,其元件的長(cháng)度對截面積之比值應大一些,否則不易建立足夠大的溫差。當元件的導熱系數較小時(shí),應采用小的元件,以避免產(chǎn)生太大的溫差,減少漏入周?chē)h(huán)境的熱量。短的元件使實(shí)驗過(guò)程中工況穩定所需的時(shí)間縮短。對于短的半導體元件,不言而喻,元件和熱源、冷源之間的接觸熱阻應很小,為此表面必須在機械加工后再拋光,使元件和冷、熱源均有平而光的接觸表面。裝配時(shí)在表面上還要抹一層油脂,或在元件表面掛錫后,與熱源或冷源焊接在一起。
漏熱量用實(shí)驗測定。測定時(shí)將元件換成另一件導熱系數很低、且其導熱系數數值已知的材料,通過(guò)試驗求出加入的熱量以及通過(guò)該替換物的熱量,即得到漏熱量。元件兩端的熱阻也用實(shí)驗測定,測定時(shí)取材料相同但長(cháng)度不同的元件,放到測量系統內,比較測量結果后求出熱阻。
上述方法曾用于測量半導體材料的導熱系數,溫度范圍為室溫至液氨溫度。當實(shí)驗溫度升得很高時(shí),向周?chē)h(huán)境的漏熱也達到很大的數值,測量精度下降。在這種情況下,宜用相對法測量元件的導熱系數。
相對法測量系統待測元件夾在兩塊標準材料塊之問(wèn),標準材料塊的導熱系數是已知的。試件、冷庫壓縮機組以及熱源外面用絕熱材料包裹以減少漏熱。盛放試件元件的容器,其容器壁被加熱,以保持壁面溫度與半導體元件的溫度相近。取流經(jīng)半導體元件的熱量,等于流經(jīng)元件上、下側標準材料塊的熱量平均值。元件、標準塊以及冷、熱源的表面均經(jīng)研磨加工,使其既光滑又平整,以改善熱接觸條件。因為熱電偶固定在標準塊上以及元件上,而不是埋在冷源和熱源上,故接觸電阻產(chǎn)生的溫差可以不考慮。
標準塊用的材料制成。原則上標準塊的導熱系數與元件材料的導熱系數應有相同的數量級,以保證標準塊上的溫差與元件的溫差相近。
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