热电性能测试方法及HGTE-Ⅱ型热电参数测试系统的改进研究

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热电材料作为一种重要的能源转换材料,在航空航天、国防军工、生物医疗、电子技术等众多领域有着广泛的应用。在热电材料研究过程中,除了利用新方法来制备新材料外,材料热电性能的表征也同样是一个重点。目前热电性能表征主要针对塞贝克系数,电阻率及热导率三个参数。其中塞贝克系数和电阻率同属电参数,可以实现同时测量,而热导率则需要单独测试。塞贝克系数和电阻率的测试不仅可以宏观上表征材料的热电输运性能,同时可以间接反映载流子浓度及迁移率等微观性质,因此热电性能测试仪器的研究具有重要的意义。本文阐述了HGTE-II型热电参数测试系统的基本原理,提出了一种测量热电材料Seebeck系数的新方法,并将该方法用于HGTE-II型热电参数测试系统,采用该方法对康铜样品的测试实验验证了该方法的有效性。分析了HGTE-II型热电参数测试系统存在的缺陷不足,对测试系统进行了一系列的改进。根据自动化测试的要求,重新设计了电阻率测试电路,删除了无法自动化控制的变阻箱,添加了可编程直流电源、程控开关组等新硬件,实现了更宽的电阻率测试范围。由于原来的采用VB6.0开发的NamicroII应用程序模块化程度很低,进行了多次修改仍然无法满足HGTE-II型热电参数测试系统的自动化要求,同时安装部署十分复杂,因此采用现代化编程语言C#重新构建了NamicroII应用程序,实现了HGTE-II型热电参数测试系统的高度自动化、界面友好、运行稳定。详细阐述了开发NamicroII应用程序平台的选择,NamicroII应用程序的对象模型的建立,对NamicroII应用程序的各个模块分别进行了介绍,给出了类图,分析了每个类的功能和组成,对其中的关键模块和算法进行了详细阐述。
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