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熱電材料性能的塞貝克系數測定
在低溫冷庫中熱電材料的塞貝克系數、電導率和導熱系數對制冷器性能有重大影響。實驗測定這些系數，可以排除那些不宜用于熱電制冷的材料，并選出可用于制冷器的材料；通過實驗，可以獲得改進材料性能的方法，如在材料中摻入一定數量的雜質，以提高材料的利用率，降低成本；通過實驗也可以確定材料必須滿足的要求，為生產的質量控制提供依據；通過實驗還可以發現具有發展前途的新材料。
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造熱電元件的材料導熱系數的膨脹系數
實驗得出，膨脹系數大的固溶體具有低的導熱系數。因此，一般優值系數大的材料具有大的膨脹。元件兩端溫度不同時，因熱膨脹產生的變形系數。一些性能良好的熱電材料，如果室溫下熱電材料和接觸件的線膨脹系數相差在10％～20％以內，可認為它們是匹配的。
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制造熱電元件的材料導熱系數的脆性和抗壓和抗剪強度
在工業冷庫中熱電材料的脆性不但限制了器件對機械震動的抵抗力，而且不利于材料的加工和制造。熱電材料易于脆裂的傾向，常隨溫度增加而減弱，因此有些用于高溫的元件有足夠的韌性，但在室溫下切割成形時，仍需十分小心。
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制造熱電元件的材料
在冷庫工程中熱電元件的性能與選用的熱電材料有關。用于制造熱電元件的材料應滿足下列要求；有高的優值系數；有合適的機械特性，如屈服極限，耐熱沖擊性等；髓通過電鍍、掛焊料等方法與匯流條連接，成本低。
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制造熱電元件的材料導熱系數的結論
從冷庫工程長期實踐中得出結論：載流子有最佳密度；最大優值系數與載流子的遷移有關，且與兩者之比成比例。因此，熱電材料性能的改進方向包括以下兩個內容；一是找尋載流子遷移率對舟件有最大比值的物質，二是使材料中載流子密度接近最佳值。
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制冷器利用物質的熱容量吸收熱端排出的熱量
在工業制冷中用以吸收熱端排出熱量的物質，應具有大的熱容量。從熱端排出的熱量，使吸熱物質的溫度升高。因而在熱電制冷器中，熱量的傳遞是不穩定的。隨著時間的增加，吸熱物質的溫度升高，熱端溫度也增高。此外，吸熱物質與周圍空氣之間也有熱交換，熱交換量也隨時間而變。
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制冷器利利用鹽類溶解于水時的吸熱效應
在低溫冷庫中，鹽水有較好的特性，它具有較高的溶解度、溶解熱以及低的結晶溫度。此外，這種物質的產量大，具有良好的穩定性。利用鹽溶于水的吸熱效應時，熱量可從熱端直接傳遞給水溶液，或經過循環的中間載熱體傳遞給水溶液。在選擇鹽的種類時，應注意其水溶液對系統的腐蝕性，也不希望鹽在水中不完全溶解而產生固相殘余物。采用鹽的水溶液時，溶液的溫度常低于空氣溫度，因而溶液同時吸收從熱電堆熱端排出的熱量，以及從周圍空氣傳入的熱量。下面舉例說明采用鹽溶液時的計算。
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制冷器利用物質熔化熱
物質熔化時在等溫下吸熱。利用物質的這一特性，從熱電堆熱端吸收熱量。所選用的物質取決于運轉條件，如熱端溫度、熱電制冷器的溫差以及周圍空氣的溫度等，物質熔化階段的等溫特性，是保持冷端溫度恒定的必要條件。通常取熔化階段的時間，等于冷端溫度恒定的時間。
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針狀散熱器
單根圓針在月e=O．25時，具有平穩的繞著針流動的氣流。同e=2時，針的某些位置上出現紊流。當置e=9時，素流得到充分發展。隨著素流的發展，針與空氣之間的換熱系數增加，但氣體的流動阻力也增加。散熱器上有許多圓針，圓針之問的相對位置十分重要。圓針按順排布置時，換熱系數并無明顯的增加；圓針叉排排列時，氣流受到劇烈的擾動，換熱系數明顯地增加。
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制冷器并聯型制冷熱電堆
在工業冷庫中并聯型兩級復疊式熱電堆從左邊流入的電流，經過第一級的一個N型半導體后，分成兩路：一路流經第二級熱電對，另一路流經第一級熱電堆，形成了并聯電路。并聯型熱電堆，第一級與第二級之間不需要電絕緣，因而制造工藝簡單，且無級間傳熱溫差。在設計第一級和第二級熱電對臂的截面尺寸及確定熱電對的數量時，應使第一級的電流為總電流的三分之二，第二級的電流為總電流的三分之一。
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多級復疊式熱電堆導熱的電絕緣層
用云母、紙及其它導電性很小的薄膜作導熱的電絕緣層。為了有良好的熱接觸，通常用環氧樹脂粘結或用油脂作粘結劑。在后一種情況下，熱端和冷端散熱器之間用螺栓連接，因而增加了冷量的損失。采用這種導熱的電絕緣層，要求熱電堆與散熱器表面很好地配合。通常在熱流密度為1～1.5w／cm3時，該絕緣層產生的溫差為3～10℃。
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