塞贝克和电阻测量系统——Seebsys 结合塞贝克系数和电阻测量的系统

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SeebSys塞贝克系统

      塞贝克系统是一款在高温和多种气体环境下对小体积样品自动测量塞贝克系数和电阻的系统。整套系统包括样品架，炉子，测量装置，电源和内部加热器，计算机和测量软件。所有装置通过控制电脑软件进行操控。

      塞贝克系统不是一款简单的“按按钮-出结果”的装置，而是一个模块化系统，允许最终用户根据自己的特定需求调整设置。而这也意味着更大的学习难度，对用户的参与和技能提出了更高要求，但同样也提供了极大的灵活性。

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简介

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      

 

 

 

 

 

      样品（DUT）被安装在ProboStat的样品架上，与电极、热电偶和电阻加热器相连。样品架插在一个加热炉中。软件会指示炉子是否达到目标温度，并控制测量装置和连接到内部加热器的电源。

      内部加热器用于改变样品上的梯度，万用表用于测量热电偶冷端的样品电压，热电偶电压，样品电阻和热敏电阻。该软件自动计算所有相关属性，并采取预定义的操作来使过程自动化。

      该系统还可以被延伸应用于盘状样品上的全自动范德堡测量法。

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各组件规格

       ProboStat

       ProboStat是一个与样品区域有16个电线联通的样品架。标准电极是铂，热电偶是S型。ProboStat 的高温区由高纯度的氧化铝材料制造。内部空间可以由需要的气体（惰性，氧化，还原，腐蚀性）填充或者通过，或者抽至低真空。

       使用弹簧加载装置将样品以垂直位置悬挂在两个电流电极之间。将另外两个用于四点电阻测量的电压探针电极施加到样品上。

ProboStat™在用于其他类型测量（需要附加部件）的替代方法方面提供了灵活性和可扩展性：电导率与T，pO2，pH2O等，阻抗谱，介电特性，损耗等，圆盘，范德堡，和条形，2、3和4电极，离子迁移数，质子迁移数，IV特性，燃料电池组件和单电池测试，电极动力学，H/D同位素效应，电化学泵送，气体渗透和气体电催化出口，传感器测试等方面的分析（例如GC或MS）。有关内容，请参见http://www.norecs.com/index.php?page=11&p=all。

     

       炉子

      专为ProboStat设计的立式分体炉，1700W，单相，最高温度适用于标准版本1200°C。

     

       装置

      数字万用表和数字电源内置在一个外壳中，从背面连接。 仪器通过USB电线与计算机相连。

带有样品信号的BNC电线与ProboStat样品架相连。

      在计算机控制下具有信号切换功能的数字万用表将自动连续测量所有所需的属性：

•  1 x具有正向电流的采样电阻（4电极方法）

•  1 x带有反向电流的样品电阻（4电极方法）

•  1 x热敏电阻温度，用于冷端补偿（2电极方法）

•  2 x热电偶电压（2电极法）

•  1 x采样电压（2电极法）

      该软件将转换并计算所有必要步骤，以显示塞贝克系数和电阻率。 铂电极中超过温度梯度的热电压会自动从样品电压中减去。

     

      计算机和软件

      一台装有最新Windows操作系统和可以连接到设备所有必须线材的预配置便携式计算机。随附软件可控制实验的各个部分：

•  炉加热和冷却至所需温度。读取并绘制实验的总体温度

•  内部加热器的电源控制，可在相同的一般温度区域自动实现单独的梯度

•  不断读取（并标绘）样品顶部和底部的温度

•  不断读取（并绘制）样本电压

•  校正样品暴露于相同梯度下的铂线上的塞贝克电压

•  不断读取（并绘制）样品的4点电阻，自动消除塞贝克电压对样品的影响。

•  将数据导出到文本文件

      可选：激光打印机

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规格

       样品体积      

       棒状样品的最大横截面限制为10毫米。样品的最大长度约为50毫米。 我们建议最小横截面为5毫米，长度为30毫米。当样品表面形成氧化物时，电压电极触点可以是点接触，每面接触或完全包裹在样品周围。

      也可使用更小的样品，但是要牺牲一定的测量精度：

•  无论样本大小如何，所有测量误差的总和保持不变。对于微小样本，“误差/实际值”的比率总是比大样本更大。

•  在小样品上安装电极更具挑战性：对于四点电导率测量，需要沿着棒状样品建立两个电压电极触点，并定义它们之间的确切距离。

•  对于塞贝克系数测量，需要建立温度梯度。 样品越小，可能的温度梯度越小。

      有关更多详细信息，请参阅“电极准备和测量精度”一章。

      

      薄膜样品

      对于非导电基板上的薄膜样品，可以进行相同的

测量，但样品制备和电极的准备相比于正常样品将更

为关键。如有疑问，请向NORECS AS咨询详细信息

（请详细说明您的薄膜和基材）。

      初步信息：

      毫米尺度的导线可能难以（以进行正确测量的方

式）连接到小于微米厚度的薄膜（因为距离很重要）。

为了获得最佳结果，用户经常需要在线电极和薄膜之

间添加中间电极，例如，如右图所示：

      这些中间电极需要由最终用户通过例如溅射，气

相沉积，喷涂或喷涂来制备。

     

       气体

      样品池有两个进气口和两个排气口，例如允许根据氧气分压进行测量（不包括气体供应系统）。

      真空度：空气进入样品池的泄漏速率通常为0.01 mbar / min。
      ProboStat的标准版本可用于氧化，惰性和还原性气体以及湿（或干）气体。

     

      对应不同气体的不同选择：

      不锈钢版本也可用于许多腐蚀性气体，例如氨，湿酸性废气等。
      该系统可以配备一个封闭的高温钢管，电池可以在高压（最高15 bar的空气或惰性气体）下运行，但这需要使用另一种类型的炉子。

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仪器

      万用表

        参数                              值（24h）                                             值（1年）

   电压分辨率                      10nV                  

    电压精度        10 ppm of reading +/- 1.2 µV             37 ppm of reading +/- 1.2 µV

   电阻分辨率                      1 µΩ

    电阻精度        9 ppm of reading +/- 0.14 mΩ            72 ppm of reading +/- 0.14 mΩ

      如需更高精度，请详询。

     

      电源

     可编程20V/5A/100W电源。

 

其他

      电极准备和测量精度

      由原始数据计算体积比电导率，结果的准确性取决于用户提供的样品横截面和电压电极距离的测量值。
      对可能的样品上电极的需求在很大程度上取决于用户和样品的特定属性。在许多情况下，仅需弹簧并绑紧连接样品的电极就足够了，但在更具挑战性的情况下，用户需要通过丝网印刷，手绘，溅射，烧结一根细铂丝来准备样品上电极，或通过任何其他合适的方法。该手册提供了有关样品制备的示例，并且NORECS乐意为用户遇到的任何挑战提供帮助。

      我们可以根据您的需求设计系统。请通过问询表与我们联系，我们将为您推荐系统设置。

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其他选择

      Ulvac ZEM-3

      Linseis LRS-3