基于新型热电材料的测温元件研究文献综述
2020-05-01 08:47:02
文 献 综 述 一、新型热电材料 热电材料是一种通过内部载流子的运动实现热能和电能相互转化的功能材料[1]。
1.1热电效应 热电效应首先是在金属材料中发现的,迄今采用赛贝克效应制作的热电偶在温度测量方面有着广泛的应用[2]。
然而,金属材料中由于较高的载流子浓度导致赛贝克系数极小。
赛贝克效应是热能转化为电能的现象,当两个不同的导体两端相接组成一个闭合回路时,如果两个接头处于不同的温度,闭合回路中会有电流流过,称为温差电流,此闭合回路组成温差电偶[3]。
1821年,德国科学家赛贝克首先发现了这个现象,并称之为赛贝克效应[4]。
温差电动势率定义为 式中, 为两个结点的温差; 为两结点处的电动势; 为赛贝克系数,由材料的本身性质决定,单位是V/K。
金属的赛贝克系数一般较小,只有10-6V/K左右;半导体的赛贝克系数较大,可以达到10-4V/K以上[5]。
赛贝克效应的实质在于两种金属接触时会产生接触电势差,该电势差由两种金属中的电子溢出功不同及两种金属中电子浓度不同造成。
半导体的温差电动势较大,因此半导体可用作温差发电器。
利用赛贝克效应,可制成温差电偶来测量温度。
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