Платформа Linseis LSR-3 (модель LSR L31) предназначена для комплексной характеристики термоэлектрических материалов — как в виде объёмных образцов, так и тонких плёнок. В базовой конфигурации прибор одновременно и полностью автоматически измеряет коэффициент Зеебека и электрическую проводимость (или удельное сопротивление) твёрдых образцов в диапазоне температур от –100 °C до 1500 °C.
Благодаря модульной конструкции платформа легко расширяется дополнительными опциями: адаптером для тонких плёнок, камерой для точного измерения расстояния между зондами, опцией высокого сопротивления, а также возможностью прямого определения безразмерной термоэлектрической эффективности ZT с помощью метода Хармана. Это делает LSR-3 универсальным решением для исследований и контроля качества в области термоэлектрических материалов.
Принцип работы
Образец (цилиндрический, прямоугольный или дисковый) устанавливается вертикально между двумя электродами. Основная печь нагревает всю систему до заданной температуры, после чего встроенный вторичный нагреватель создаёт контролируемый температурный градиент вдоль образца. Два термопары, контактирующие с боковой поверхностью, измеряют разность температур ∆T и термоэлектродвижущую силу (Vth), что позволяет рассчитать коэффициент Зеебека.
.jpg)
Для измерения электропроводности используется четырёхпроводной метод постоянного тока, исключающий влияние контактных сопротивлений. При этом напряжение измеряется между теми же термопарами, что обеспечивает максимальную согласованность данных.
2.jpg)
Метод Хармана позволяет определять ZT напрямую, без необходимости отдельного измерения теплопроводности. При подаче постоянного тока на образец возникает локальное охлаждение/нагрев на контактах (эффект Пельтье), и соотношение начального (омического) и установившегося (термоэлектрического) напряжений даёт значение ZT. Этот метод применим для хороших термоэлектриков и ограничен температурой до 400 °C.
3.jpg)
Технические характеристики LSR-3 (LSR L31)
| Измеряемые параметры | Коэффициент Зеебека, электрическая проводимость/сопротивление, ZT (по методу Хармана, опционально) |
| Диапазон температур | –100 °C до 1500 °C (в зависимости от типа печи) |
| Метод измерения коэффициента Зеебека | Статический DC-метод / метод наклона |
| Метод измерения сопротивления | Четырёхпроводной DC-метод |
| Метод определения ZT | Метод Хармана (до 300–400 °C, зависит от образца) Импедансная спектроскопия (для термоэлектрических модулей) |
| Атмосфера измерения | Инертная, окислительная, восстановительная, вакуум (обычно — гелий) |
| Геометрия образцов (объёмные) |
|
| Тонкие плёнки | Специальный адаптер для свободностоящих плёнок и покрытий на подложке |
| Расстояние между зондами | 4, 6 или 8 мм |
| Типы термопар | Type K (низкие температуры), Type S (высокие температуры), Type C (для реакционно-активных материалов) |
| Опции |
|
| Программное обеспечение | Автоматическое управление, расчёт параметров, экспорт в Excel/ASCII, сравнение кривых, создание температурных профилей |
Преимущества платформы LSR-3
- Почти идеальный одномерный тепловой поток через образец
- Высокая воспроизводимость измерений благодаря пружинному механизму контакта термопар
- Возможность измерения широкого спектра материалов: металлы, полупроводники, керамика, органические соединения
- Совместимость с дисковыми образцами, используемыми в лазерных флеш-анализаторах (LFA), что устраняет необходимость повторной подготовки образцов
- Прямое определение ZT без отдельного измерения теплопроводности (при использовании метода Хармана)
4.jpg)
Типичные применения
LSR-3 активно применяется в исследованиях новых термоэлектрических материалов, таких как:
- Bismuth telluride (Bi2Te3) — стандартный материал для низкотемпературных ТЭГ
- Constantan — эталонный образец для калибровки до 800 °C
- SiGe-сплавы — для высокотемпературных применений (космос, утилизация тепла)
- Органические термоэлектрики (например, PEDOT:PSS) — с использованием адаптера для тонких плёнок
Прибор также подходит для тестирования готовых термоэлектрических модулей (TEG) с помощью импедансной спектроскопии.
5.jpg)
LSR-3 (LSR L31) от Linseis — это передовое решение для точной, автоматизированной и надёжной характеристики термоэлектрических материалов. Благодаря гибкости конфигурации, широкому температурному диапазону и возможности прямого измерения ZT, прибор идеально подходит как для фундаментальных исследований, так и для промышленного контроля качества в области энергетики, электроники и материаловедения.