方案摘要
方案下载| 应用领域 | 电子/电气 |
| 检测样本 | 电子元器件产品 |
| 检测项目 | |
| 参考标准 | NA |
为了防止能量的浪费，利用热电转换模块将一部分的热能转换为电能从而存储起来是目前的常见做法。热电转换模块是利用了热电转换材料的塞贝克效应实现热能到电能的转化的。 理想的热界面材料一般应具有高导热性、高柔韧性及缘性等特性，常见的热界面材料有硅脂、硅胶、相变化材料（聚烯烃树脂、丙烯酸树脂、碳纳米管等）。为了检验不同材料及结构的热界面材料对热电转换效率的影响，本方案制备了四种热界面材料：a. 单面碳纳米管、b. 双面碳纳米管、c. 无碳纳米管和d. 无热界面材料。 使用商用的热电转换模块（Marlow Industries RC3-6-01S）分别与上述四种热界面材料耦合后测量热电转换效率。热电效率的测量采用日本ADVANCERIKO公司生产的热电转换效率测量系统PEM-2。
使用PEM-2评价热界面材料的性能
为了防止能量的浪费，利用热电转换模块将一部分的热能转换为电能从而存储起来是目前的常见做法。热电转换模块是利用了热电转换材料的塞贝克效应实现热能到电能的转化的。目前已商用的热电转换模块多采用图1所示的结构，为了提高热电转换的效率，经常在所示位置使用热界面材料（Thermal Interface Materials）以降低接触面之间的热阻。
图 1 常见的热电转换模块（TE module）
理想的热界面材料一般应具有高导热性、高柔韧性及绝缘性等特性，常见的热界面材料有硅脂、硅胶、相变化材料（聚烯烃树脂、丙烯酸树脂、碳纳米管等）。为了检验不同材料及结构的热界面材料对热电转换效率的影响，制备了以下四种热界面材料（见图2）：a. 单面碳纳米管、b. 双面碳纳米管、c. 无碳纳米管和d. 无热界面材料。
图 2 四种结构的热界面材料
使用商用的热电转换模块（Marlow Industries RC3-6-01S）分别与上述四种热界面材料耦合后测量热电转换效率。热电效率的测量采用日本ADVANCERIKO公司生产的热电转换效率测量系统-PEM-2，该设备的样品模块见图3.
图 3 PEM-2 的样品模块
热电转换效率的测量结果见图4，与不使用任何热界面材料相比，单面的碳纳米管热界面材料可以提35%的热电转换效率，而双面的碳纳米管热界面材料可以提高60%的热电转换效率；与仅使用Cu箔作为热界面材料相比，单面和双面的碳纳米管热界面材料可以分别提高10%和25%的热电转换效率。
图 4 使用不同热界面材料的热电转换效率测量结果
参考文献：
[1] Kimberly R. Saviers, Stephen L. Hodson, and Timothy S. Fisher. JOURNAL OF THERMOPHYSICS AND HEAT TRANSFER.
文献贡献者
利用AFM+SEM二合一显微镜-FusionScope揭秘半导体陶瓷材料微观机理
利用AFM+SEM二合一显微镜-FusionScope表征纳米线阵列
利用FusionScope进行纳米力学测试，测试动态全程可见
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