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热电材料性能的塞贝克系数测定
在低温冷库中热电材料的塞贝克系数、电导率和导热系数对制冷器性能有重大影响。实验测定这些系数，可以排除那些不宜用于热电制冷的材料，并选出可用于制冷器的材料；通过实验，可以获得改进材料性能的方法，如在材料中掺入一定数量的杂质，以提高材料的利用率，降低成本；通过实验也可以确定材料必须满足的要求，为生产的质量控制提供依据；通过实验还可以发现具有发展前途的新材料。
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造热电元件的材料导热系数的膨胀系数
实验得出，膨胀系数大的固溶体具有低的导热系数。因此，一般优值系数大的材料具有大的膨胀。元件两端温度不同时，因热膨胀产生的变形系数。一些性能良好的热电材料，如果室温下热电材料和接触件的线膨胀系数相差在10％～20％以内，可认为它们是匹配的。
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制造热电元件的材料导热系数的脆性和抗压和抗剪强度
在工业冷库中热电材料的脆性不但限制了器件对机械震动的抵抗力，而且不利于材料的加工和制造。热电材料易于脆裂的倾向，常随温度增加而减弱，因此有些用于高温的元件有足够的韧性，但在室温下切割成形时，仍需十分小心。
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制造热电元件的材料
在冷库工程中热电元件的性能与选用的热电材料有关。用于制造热电元件的材料应满足下列要求；有高的优值系数；有合适的机械特性，如屈服极限，耐热冲击性等；髓通过电镀、挂焊料等方法与汇流条连接，成本低。
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制造热电元件的材料导热系数的结论
从冷库工程长期实践中得出结论：载流子有最佳密度；最大优值系数与载流子的迁移有关，且与两者之比成比例。因此，热电材料性能的改进方向包括以下两个内容；一是找寻载流子迁移率对舟件有最大比值的物质，二是使材料中载流子密度接近最佳值。
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制冷器利用物质的热容量吸收热端排出的热量
在工业制冷中用以吸收热端排出热量的物质，应具有大的热容量。从热端排出的热量，使吸热物质的温度升高。因而在热电制冷器中，热量的传递是不稳定的。随着时间的增加，吸热物质的温度升高，热端温度也增高。此外，吸热物质与周围空气之间也有热交换，热交换量也随时间而变。
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制冷器利利用盐类溶解于水时的吸热效应
在低温冷库中，盐水有较好的特性，它具有较高的溶解度、溶解热以及低的结晶温度。此外，这种物质的产量大，具有良好的稳定性。利用盐溶于水的吸热效应时，热量可从热端直接传递给水溶液，或经过循环的中间载热体传递给水溶液。在选择盐的种类时，应注意其水溶液对系统的腐蚀性，也不希望盐在水中不完全溶解而产生固相残余物。采用盐的水溶液时，溶液的温度常低于空气温度，因而溶液同时吸收从热电堆热端排出的热量，以及从周围空气传入的热量。下面举例说明采用盐溶液时的计算。
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制冷器利用物质熔化热
物质熔化时在等温下吸热。利用物质的这一特性，从热电堆热端吸收热量。所选用的物质取决于运转条件，如热端温度、热电制冷器的温差以及周围空气的温度等，物质熔化阶段的等温特性，是保持冷端温度恒定的必要条件。通常取熔化阶段的时间，等于冷端温度恒定的时间。
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针状散热器
单根圆针在月e=O．25时，具有平稳的绕着针流动的气流。同e=2时，针的某些位置上出现紊流。当置e=9时，素流得到充分发展。随着素流的发展，针与空气之间的换热系数增加，但气体的流动阻力也增加。散热器上有许多圆针，圆针之问的相对位置十分重要。圆针按顺排布置时，换热系数并无明显的增加；圆针叉排排列时，气流受到剧烈的扰动，换热系数明显地增加。
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制冷器并联型制冷热电堆
在工业冷库中并联型两级复叠式热电堆从左边流入的电流，经过第一级的一个N型半导体后，分成两路：一路流经第二级热电对，另一路流经第一级热电堆，形成了并联电路。并联型热电堆，第一级与第二级之间不需要电绝缘，因而制造工艺简单，且无级间传热温差。在设计第一级和第二级热电对臂的截面尺寸及确定热电对的数量时，应使第一级的电流为总电流的三分之二，第二级的电流为总电流的三分之一。
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多级复叠式热电堆导热的电绝缘层
用云母、纸及其它导电性很小的薄膜作导热的电绝缘层。为了有良好的热接触，通常用环氧树脂粘结或用油脂作粘结剂。在后一种情况下，热端和冷端散热器之间用螺栓连接，因而增加了冷量的损失。采用这种导热的电绝缘层，要求热电堆与散热器表面很好地配合。通常在热流密度为1～1.5w／cm3时，该绝缘层产生的温差为3～10℃。
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