热电材料性能测试系统简介

日本Advance riko Inc.50多年来专业从事“热”相关技术和设备的研究开发。其ZEM系列可实现塞贝克系数和电阻测试，TC系列可实现对热电材料热导率、热扩散系数等参数的测试等。

塞贝克系数/电阻测量系统（ZEM-3/ZEM-5）可实现对金属或半导体材料的热电性能的评估，可同时测量材料的塞贝克系数和电阻。该设备采用温度精确控制的红外金面加热炉和控制温差的微型加热器，因此能实现实验过程中的无污染精确控温。同时，设备全自动电脑控制，允许自动测量消除背底电动势，拥有欧姆接触自动检测功能。除ZEM标准配置外，还可根据用户不同需求定制高阻型，增加薄膜测量选件、低温选件等。

热电转换效率是指热能和电能之间相互转换的程度，通常采用提高热电组件两端的有效温度梯度来提高热电组件的转换效率。热电转换效率测量系统PEM通过对热电材料模块提供最大温差500℃，可以得到一维热流量Q和最大发电功率P，从而有效测定热电转换效率η。

测量数值：热电转换效率，发电量，热流量

测试方法：一维热流输入法

气氛：惰性气体

小型热电转换效率测量系统Mini-PEM可测量热电材料的产生的电量及热电转换效率η。热电转换效率η可以通过产生的电量和热流来获得（电量是通过四探针法获得；热流是通过热流计获得）。

测量数值：热电转换效率，发电量，热流量

在高温面的可控温度范围：50-500℃

气氛：真空

热电材料性能评估系统F-PEM可以在大气环境下，对负荷温差的热电材料产生的发电量和热流量进行测量，热电转换效率可以通过最大发电量和热流量计算出。该系统可以长时间运行热循环测试，用于热电新材料的开发，以及商用组件在负载和温度下的耐久性测试。

测量数值：热电转换效率，发电量，热流量

温度范围：室温到600℃（加热部分）

气氛：空气

激光闪光法热常数测量系统（TC-1200RH）使用红外金面炉替代传统电阻炉加热，极大地缩短了测量时间。可应用于热电材料的研究与开发，及材料的热物理性能评价。

测量数值：热扩散系数，比热容

样品尺寸：φ10mm×1mm～3mm（厚度）测量方向：厚度方向

温度范围：室温至1150℃（最高1200℃）

气氛：真空（*不高于150℃时，可在大气下测量）

纳米薄膜热导率测试系统TCN-2ω" style="float: right;" src="a6efce1b9d16fdfaaf51fb81dac69b5494eef01fcd01" data-layout="right" width="500" height="400" owner="qd_China">纳米薄膜热导率测试系统是一款使用2ω方法测量纳米薄膜厚度方向热导率的商用系统，可以在纳米尺度衡量薄膜的热导率。与其他方法相比，样品制备和测量极为简单。

测试温度：室温

基体材料：Si（推荐）

Ge，Al₂O₃（高热导率）

样品制备：样品薄膜上需沉积金属薄膜（100nm）

（推荐：金）

薄膜热导率测量范围：0.1～10W/mK

测试氛围：大气2100433B

材料性能测试技术是发展材料科学的主要支柱。为了保证材料性能在建筑物中得到充分发挥，以及进一步提高性能，材料性能测试技术，特别是新技术，包括对材料的微观、亚微观、宏观的物理、化学、力学性能和行为的测试技术，是十分重要的。非破损测试技术正在不断更新，它在生产控制和快速试验等方面，具有突出的优点。因此必须及早采用。此外，对于材料标准的制订工作也应给予足够的重视。

锅炉加供热汽轮机由于煤燃烧形成的高温烟气不能直接做功，需要经锅炉将热量传给蒸汽，由高温高压蒸汽带动汽轮发电机组发电，做功后的低品位的汽轮机抽汽或背压排汽用于供热。锅炉加供热机热电联产系统适应于以煤为燃料。这也是我国的热电联产系统普遍采用的形式。这种系统的技术已非常成熟，主要设备也早已国产化。由于这种系统占地大，负荷调节能力差，发电效率低，一般在煤改气的热电联产中得以应用，新建燃气热电联产系统很少采用这种形式。 燃气轮机热电联产系统分为单循环和联合循环两种形式。单循环的工作原理是：空气经压气机与燃气在燃烧室燃烧后温度达1000℃以上、压力在1－1.6MPa的范围内而进入燃气轮机推动叶轮，将燃料的热能转变为机械能，并拖动发电机发电。从燃气轮机排出的烟气温度一般为450℃～600℃，通过余热锅炉将热量回收用于供热。大型的燃气轮机效率可达30%以上，当机组负荷低于50%时，热效率下降显著。考虑到热和电两种输出的总效率一般能够保持在80%以上。燃气轮机组启停调节灵活，因而对于变动幅度较大的负荷较适应。工业燃气轮机的生产基本上来自西方国家，如GE、ALSTOM、SIEMENS、SOLAR、ABB等。 上述单循环中余热锅炉可以产生的参数很高的蒸汽，如果增设供热汽轮机，使余热锅炉产生的较高参数的蒸汽在供热汽轮机中继续做功发电，其抽汽或背压排汽用于供热，可以形成燃气－蒸汽联合循环系统。这种系统的发电效率进一步得到提高，可达到50%以上。 内燃机热电联产系统当规模较小时，它的发电效率明显比燃气轮机高，一般在30%以上，因而在一些小型的燃气热电联产系统中往往采用这种内燃机形式。但是，由于内燃机的润滑油和气缸冷却放出的热量温度较低（一般不超过90℃），而且该热量份额很大，几乎与烟气回收的热量相当，因而这种采暖形式在供热温度要求高的情况下受到了限制。内燃机的生产厂家有总部这在瑞士的WARTSILA NSD公司、德国的MANB&W公司以及美国的CATERPILLAR公司等。 燃料电池它是把氢和氧反应生成水放出的化学能转换成电能的装置。其基本原理相当于电解反应的逆向反应。燃料（H2和CO等）及氧化剂（O2）在电池的阴极和阳极上借助氧化剂作用，电离成离子，由于离子能通过在二电极中间的电介质在电极间迁移，在阴电极、阳电极间形成电压。在电极同外部负载构成回路时就可向外供电。燃料电池种类不少，根据使用的电解质不同，主要有磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐型燃料电池（MCFC）、固体氧气物燃料电池（SOFC）和质子交换膜燃料电池（PEMFC）等。 燃料电池具有无污染、高效率、适用广、无噪声和能连续运转等优点。它的发电效率可达40%以上，热电联产的效率也达到80%以上。多数燃料电池正处于开发研制中，虽然磷酸燃料电池（PAFC）等技术成熟并已经推向市场，但仍较昂贵。鉴于燃料电池的独到优点，随着该项技术商业化进程的推进，必将在未来燃气采暖行业起到越来越重要的作用。从事燃料电池研究和开发的单位主要有美国的国际燃料电池、联信、Plug Power、Analytic Power、Onsi和西屋等公司，加拿大Ballard公司，日本的三菱、松下、三洋、东芝、宣士电机和富士电机等公司，德国MTU公司和西门子公司等。我国也有大连化物所等多家单位从事燃料电池的研究。 与热电联产技术有关的选择主要有蒸汽轮机驱动的外燃烧式方案和燃气轮机驱动的内燃烧式方案。此外，现代科学技术的发展，特别是微型燃气轮机、燃气外燃机和燃料电池以及其他新能源技术的发展，也赋予了冷热电联产新的内涵。