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一种柔性 薄膜材料 塞贝克系数测定装置

阅读：87发布：2020-05-12

专利汇可以提供一种柔性薄膜材料塞贝克系数测定装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种柔性薄膜材料塞贝克系数测定装置，包括红外热成像仪、待测样品、加热组件、真空泵、直流电源、导线、数字源、电极、散热组件、真空箱、红外窗口、底座和支架，其中底座上安装有真空箱，真空箱顶部设有红外窗口，底座上、真空箱内部安装有加热组件和散热组件，加热组件和散热组件用于悬置待测样品，底座侧边安装有与真空箱连接的真空泵，用于保证待测样品位于真空环境，红外热成像仪通过支架安装在底座上，且红外热成像仪在红外窗口上方，直流电源与加热组件连接，用于给加热组件供电，数字源表通过导线和电极与待测样品两端连接。本发明结构简单，操作简便，成本较低，易于且适合在工业领域和科研领域的推广使用。，下面是一种柔性薄膜材料塞贝克系数测定装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种柔性薄膜材料塞贝克系数测定装置，包括红外热成像仪(1)、待测样品(2)、加热组件(3)、真空泵(4)、直流电源(5)、导线(6)、数字源表(7)、电极(8)、散热组件(9)、真空箱(10)、红外窗口(11)、底座(12)和支架(13)，其特征在于：所述底座(12)上安装有真空箱(10)，所述真空箱(10)顶部设有红外窗口(11)，所述底座(12)上、真空箱(10)内部安装有加热组件(3)和散热组件(9)，所述加热组件(3)和散热组件(9)用于悬置待测样品(2)，所述底座(12)侧边安装有与真空箱(10)连接的真空泵(4)，用于保证待测样品(2)位于真空环境，所述红外热成像仪(1)通过支架(13)安装在底座(12)上，且所述红外热成像仪(1)在红外窗口(11)上方，所述直流电源(5)与加热组件(3)连接，用于给加热组件(3)供电，所述数字源表(7)通过导线(6)和电极(8)与待测样品(2)两端连接。
2.根据权利要求1所述的一种柔性薄膜材料塞贝克系数测定装置，其特征在于：所述的真空箱(10)为金属或石英玻璃材质。
3.根据权利要求1所述的一种柔性薄膜材料塞贝克系数测定装置，其特征在于：所述红外窗口(11)材料为硅、锗、硒化锌或硫化锌中的一种。
4.根据权利要求1或3所述的一种柔性薄膜材料塞贝克系数测定装置，其特征在于：所述红外窗口(11)厚度为1-10mm。
5.根据权利要求1所述的一种柔性薄膜材料塞贝克系数测定装置，其特征在于：所述加热组件(3)为镍锭、镍铬合金锭、陶瓷中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种柔性薄膜材料塞贝克系数测定装置，其特征在于：所述散热组件(9)为铝锭、铜锭、不锈钢锭中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种柔性薄膜材料塞贝克系数测定装置，其特征在于：所述热成像仪(1)的探头与红外窗口(11)和待测样品(2)平面垂直。
8.根据权利要求1所述的一种柔性薄膜材料塞贝克系数测定装置，其特征在于：所述红外热成像仪(1)光谱响应范围为8-14μm。
9.根据权利要求1所述的一种柔性薄膜材料塞贝克系数测定装置，其特征在于：所述支架(13)为L形。
10.根据权利要求1所述的一种柔性薄膜材料塞贝克系数测定装置，其特征在于：所述电极(8)与待测样品(2)间采用导电银浆连接，降低接触电阻。

说明书全文

一种柔性薄膜材料 塞贝克系数测定装置

技术领域

[0001] 本发明属材料热电转换技术领域，特别是涉及一种柔性薄膜材料塞贝克系数测定装置。

背景技术

[0002] 热电材料能够实现热和电的相互转化而不产生任何环境污染，因而在能源利用方面具有非常大的应用潜力。塞贝克系数是评价热电材料性能优劣的关键指标，测量材料的塞贝克系数对于热电材料的研究十分重要。目前比较成熟并且已经商业化的材料塞贝克系数测试设备主要有日本爱发科(ULVAC)的ZEM-3，美国量子公司(Quantum Design)的PSM，德国林塞斯(Linseis)的LSR-3以及我们国内武汉嘉仪通科技有限公司的MRS-3。这几种塞贝克系数测试设备主要是针对块体材料(陶瓷、金属、树脂等)或是沉积厚度在几十纳米到几百纳米的无机薄膜材料。

[0003] 然而，随着柔性电子技术快速发展，可穿戴设备市场异军突起，尤其是针对可穿戴设备的柔性热管理材料，已经引发了科研人员的广泛关注。而目前市场上针对块体材料以及沉积薄膜的塞贝克系数测试设备不适用于柔性自支撑薄膜的性能测试，因而难以满足日益兴起的柔性热管理材料的研究需求。因此，迫切需要开发针对柔性自支撑薄膜的塞贝克系数测试设备，以推动柔性热管理材料相关研究及其市场化。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种柔性薄膜材料塞贝克系数测定装置，通过红外热成像仪读取真空状态下样品两端的温度，同时测量样品两端的热电势，从而计算出材料的塞贝克系数。

[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种柔性薄膜材料塞贝克系数测定装置，包括红外热成像仪、待测样品、加热组件、真空泵、直流电源、导线、数字源、电极、散热组件、真空箱、红外窗口、底座12和支架13，其中所述底座上安装有真空箱，所述真空箱顶部设有红外窗口，所述底座上、真空箱内部安装有加热组件和散热组件，所述加热组件和散热组件用于悬置待测样品，所述底座侧边安装有与真空箱连接的真空泵，用于保证待测样品位于真空环境，所述红外热成像仪通过支架安装在底座上，且所述红外热成像仪在红外窗口上方，所述直流电源与加热组件连接，用于给加热组件供电，所述数字源表通过导线和电极与待测样品两端连接。

[0006] 本发明的进一步技术方案是，所述的真空箱为金属或石英玻璃材质。

[0007] 本发明的进一步技术方案是，所述红外窗口材料为硅、锗、硒化锌或硫化锌中的一种。

[0008] 本发明的进一步技术方案是，所述红外窗口厚度为1-10mm。

[0009] 本发明的进一步技术方案是，所述加热组件为镍锭、镍铬合金锭、陶瓷中的一种。

[0010] 本发明的进一步技术方案是，所述散热组件为铝锭、铜锭、不锈钢锭中的一种。

[0011] 本发明的进一步技术方案是，所述热成像仪的探头与红外窗口和待测样品平面垂直。

[0012] 本发明的进一步技术方案是，所述红外热成像仪光谱响应范围为8-14μm。

[0013] 本发明的进一步技术方案是，所述支架为L形。

[0014] 本发明的进一步技术方案是，所述电极与待测样品间采用导电银浆连接，降低接触电阻。

[0015] 有益效果

[0016] 本发明通过红外热成像仪读取真空状态下样品两端的温度，同时测量样品两端的热电势，从而计算出材料的塞贝克系数，结构简单，操作简便，成本较低，易于且适合在工业领域和科研领域的推广使用。附图说明

[0017] 图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

[0018] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

[0019] 实施例1

[0020] 一种柔性薄膜材料塞贝克系数测定装置，包括红外热成像仪1、待测样品2、加热组件3、真空泵4、直流电源5、导线6、数字源表7、电极8、散热组件9、真空箱10、红外窗口11、底座12和支架13，其中所述底座12上安装有真空箱10，所述真空箱10顶部设有红外窗口11，所述底座12上、真空箱10内部安装有加热组件3和散热组件9，所述加热组件3和散热组件9用于悬置待测样品2，所述底座12侧边安装有与真空箱10连接的真空泵4，用于保证待测样品2位于真空环境，所述红外热成像仪1通过支架13安装在底座12上，且所述红外热成像仪1在红外窗口11上方，所述直流电源5与加热组件3连接，用于给加热组件3供电，所述数字源表7通过导线6和电极8与待测样品2两端连接。

[0021] 所述的真空箱10为金属或石英玻璃材质。

[0022] 所述红外窗口11材料为硅、锗、硒化锌或硫化锌中的一种，所述红外窗口11厚度为1-10mm。

[0023] 所述加热组件3为镍锭、镍铬合金锭、陶瓷中的一种，所述散热组件9为铝锭、铜锭、不锈钢锭中的一种。

[0024] 所述热成像仪1的探头与红外窗口11和待测样品2平面垂直，所述红外热成像仪1光谱响应范围为8-14μm。

[0025] 所述支架13为L形。

[0026] 所述电极8与待测样品2间采用导电银浆连接，降低接触电阻。

[0027] 实际使用方法为：制作待测样品2，然后将制作好的待测样品2置于加热组件3和散热组件9上，且采用导电银浆以降低接触电阻；启动真空泵4，保证真空箱10内部压力为真空状态，然后通过直流电源5为加热组件3通入直流电；最后红外热成像仪1通过红外窗口11测量待测样品2两端温度，根据数字源表7读取待测样品2两端热电势，计算样品塞贝克系数。

[0028] 实施例2

[0029] 裁剪一定面积的抽滤法制备的石墨烯\聚苯胺复合薄膜材料，(长×宽12cm×1cm)作为待测样品，将样品两端固定于加热组件和散热组件上，采用导电银浆以降低接触电阻。采用真空泵维持真空箱内部压力-0.1MPa，采用直流电源为加热组件通入直流电，电压为
6V。采用红外热成像仪通过红外窗口测量样品两端温度，根据数字源表读取样品两端热电势，计算样品塞贝克系数为47.0μV/K。

[0030] 实施例3

[0031] 裁剪一定面积的刮涂法制备的石墨烯\碳纳米管\PTFE复合薄膜材料，(长×宽15cm×1.2cm)作为检测样品，将样品两端固定于加热组件和散热组件上，采用导电银浆以降低接触电阻。采用真空泵维持真空箱内部压力-0.1MPa，采用直流电源为加热组件通入直流电，电压为10V。采用红外热成像仪通过红外窗口测量样品两端温度，根据数字源表读取样品两端热电势，计算样品塞贝克系数为43.5μV/K。

[0032] 实施例4

[0033] 裁剪一定面积的抽滤法制备的石墨烯\碳纳米管复合薄膜材料，(长×宽15cm×0.8cm)作为检测样品，将样品两端固定于加热组件和散热组件上，采用导电银浆以降低接触电阻。采用真空泵维持真空箱内部压力-0.1MPa，采用直流电源为加热组件通入直流电，电压为10V。采用红外热成像仪通过红外窗口测量样品两端温度，根据数字源表读取样品两端热电势，计算样品塞贝克系数为30.5μV/K。

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