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綜合物性測量系統 CPMS-4
電學性能:電導率/電阻率、熱電勢率/塞貝克系數
熱學性能:熱導率、熱膨脹系數、比熱等
溫度范圍:4K-300K(-269℃—室溫)
低溫技術:低溫制冷機作冷源,無需消耗液氮/液氦
應用領域:低溫熱電材料、超導材料、低溫負熱膨脹/零膨脹等功能材料及其它固體材料低溫物性研究
概 述:
本系統采用低溫制冷機作冷源,無需使用液氮/液氦,實現固體材料低溫區(4K-300K; -269℃—室溫)的電學性能(電導率/電阻率,熱電勢率/塞貝克Seebeck系數)和熱學性能(熱導率、熱膨脹系數、比熱等)測量。 系統設計思想
在一個以單臺或多臺制冷機為冷源的低溫平臺上,集成全自動的電學和熱學物性測量手段。使得整個系統的低溫環境得到充分利用、極大減少了客戶購買儀器的成本、避免實驗的繁瑣和誤差。低溫平臺與測量平臺分離設計,測試樣品更換過程變得快捷、方便。 基本系統
硬件結構包括:樣品架組件、插入管組件、真空絕熱系統、制冷機、減震傳熱部件、控溫部件、干式泵、氦氣罐、測控儀表和數據采集處理系統等?;鞠到y平臺提供低溫環境,以及測量相關的軟硬件控制中心。 樣品室
樣品室連接在樣品架組件上,通過可拆卸方式安裝不同物性測量樣品臺。測量時樣品室處于密封的真空狀態,樣品冷卻過程是通過減震傳熱部件把制冷機冷量傳遞給樣品架組件,再通過測試平臺把冷量傳遞給樣品,使樣品降溫。樣品測量采用樣品托的方式。 溫度控制
采用制冷機直接冷卻樣品的方式,通過減震傳熱部件既減少制冷機的輕微震動可能帶來的影響,又保證了樣品能夠快速冷卻。通過獨特的設計能夠實現連續快速精準溫度控制。溫控范圍:4.0K-300K連續控溫;溫度穩定性:±0.1K(4.0-20K)/ ±0.3K(20-300K)。
技術參數
熱導率測量單元
電導率 (電阻率)測量單元
熱電勢率(Seebeck系數)測量單元
熱膨脹系數測量單元
比熱測量單元
1、 304不銹鋼熱導數據測量對照(美國NIST)。最大相對差值小于3 %。
2、304不銹鋼電阻率數據測量對照。最大相對差值小于0.1%。
3、熱電材料塞貝克系數測定
中國科學院理化技術研究所采用此設備對高壓合成法制備的Bi85Sb15低溫熱電材料的塞貝克系數測試結果
測試單元
(1)電阻率(電導率)測量單元
采用標準的四引線法測量直流電阻率。 • 全自動測量電阻、伏安特性 • 能采用Van Der Pauw方法測量形狀不規則但厚度均勻的樣品 • 樣品通過絕緣膠粘貼在樣品臺上,通過導電膠粘貼測量引線 ?• 每次最多可以同時測量三個樣品 • 樣品安裝過程方便、快捷、可靠
(2)熱電勢率(Seebeck系數)測量單元 采用微分法測量熱電勢率/塞貝克Seebeck系數。 • 測試溫度區間內無級連續控溫,并進行連續測量,得到高密度的精確數據 • 全自動控溫、測量 • 樣品通過導熱膠粘貼在樣品臺上,通過導電膠粘貼測量引線 • 樣品尺寸靈活,適用于不同尺寸樣品的測量 • 樣品安裝過程方便、快捷、可靠
(3)熱導率測量單元 采用絕熱穩態軸向熱流法測量熱導率。 • 樣品室內部多路控溫, 最大程度減少樣品輻射漏熱和樣品熱端引線漏熱 • 測試溫度區間內無級連續控溫,并進行連續測量,得到高密度的精確數據 • 系統自適應測量過程,適合新型材料物性研究 • 樣品尺寸靈活,適用于不同尺寸樣品的測量 • 全自動的測量過程,操作簡單 • 配備專用樣品安裝工具,樣品安裝過程方便、快捷、可靠
(4)熱膨脹系數測量單元 采用低溫應變傳感器法測量熱膨脹系數。 • 測試溫度區間內無級連續控溫,并進行連續測量,得到高密度的精確數據 • 全自動控溫、測量 • 樣品尺寸靈活,無需制作成長條狀或長圓柱狀樣品,樣品只需具備一個大于5mm×5mm的平面就可以測試(其它面可以不規則和不平整),最小樣品尺寸可達5mm×5mm×0.5mm • 應變傳感器安裝于樣品試樣上 • 每次最多可以同時測量三個樣品 • 樣品安裝過程方便、快捷、可靠 • 可匹配應用于其他品牌綜合物性測量系統
(5)比熱測量單元 采用熱弛豫方法、雙τ模式比熱測量技術測量比熱。 • 在測試溫度區間內無級連續控溫,并進行連續測量,得到高密度的精確數據 • 全自動控溫、測量 • 樣品安裝過程方便、快捷、可靠
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