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块体热电材料塞贝克系数测量仪校准规范

CalibrationSpecificationfortheSeebeckCoefficientMeasurementInstrumentofBulkThermoelectricMaterials

编制说明

块体热电材料塞贝克系数测量仪校准规范

编制工作组

2024年09月

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块体热电材料塞贝克系数测量仪校准规范

编制说明

一、目的和意义

热电材料作为一种新型的清洁能源材料，因其具有将热能和电能直接相互转化的特性，被广泛应用于温差发电和制冷领域。据统计，国内热电材料和器件产量居世界首位，产业年产值超10亿元，并且呈快速发展趋势，市场需求日益增大。塞贝克系数是评价热电材料性能的关键参数，由于测量仪器和方法的差异，塞贝克系数的测量结果相差较大，为了使不同厂家生产的仪器测试数据准确可比，仪器在使用前或者进行期间核查时需要进行校准。国外，塞贝克系数测量仪器的生产国家主要包括日本，德国和美国等。国内，相关仪器的生产制造相关企业20余家。据统计，国内的塞贝克系数测量仪器保有量超300台，此外还存在较多的自搭建测量仪器。国家质量基础的共性技术研究与应用（NQI）专项课题“微纳米尺度薄膜材料结构和热电参数计量技术研究”（2017YFF0204706）已对热电材料塞贝克系数的溯源性和标准物质进行了研究，将为仪器的校准提供保障。目前，我国在热电材料塞贝克系数计量方面相对薄弱，计量规范空白，塞贝克系数的准确测量和仪器的溯源特性成为热电科研和产业领域迫切需要解决的问题，以实现测量结果的准确性、可比性和一致性。因此，制定塞贝克系数测量仪的校准规范刻不容缓。

块体热电材料塞贝克系数测量仪校准规范的制定，将用于塞贝克系数测量仪温度和塞贝克系数的校准，为仪器提供量传服务，将促进产业发展，提高产业国际竞争力，具有良好的社会效益、经济效益和推广应用前景。

二、工作简况

1任务来源

项目名称：计量型块体热电材料塞贝克系数测量系统校准规范

任务来源：2022年国家计量技术规范制修订计划项目。

起草单位：中国计量科学研究院

归口单位：全国新材料与纳米计量技术委员会（MTC29）

2编制和协作单位

中国计量科学研究院（以下简称“中国计量院”）成立于1955年，隶属国家市场监督管理总局，是国家最高的计量科学研究中心和国家级法定计量技术机构，属社会公益型科研单位。建院以来，中国计量院瞄准国际计量科学前沿，在国家经济建设、社会发展和科技进步中发挥了重要的支撑作用。中国计量院现有国家计量基准128项，标准359项，有证标准物质1603项，国际计量局（BIPM）公布的国际互认的校准和测量能力1574项，国际排名第三、亚洲排名第一。随着技术能力的持续提升，中国计量院的服务水平不断增强。2018年，中国计量院为社会提供30余万台/件仪器的量值传递与溯源服务。国家计量院作为国家最高计量科学研究中心和国家级法定计量技术机构，担负着确保国家量值统一和国际一致、保持国家最高测量能力、支撑国家发展质量提升、应对新技术革命挑战等重要而光荣的使命。自1955年成立以来，国家计量院在推动我国科技创新、经济社会发展和满足国家战略需求方面做出了重要贡献。

3工作过程

2021年10月组建了技术规范起草工作组，由中国计量科学研究院的技术人员组成。规范起草工作组讨论了具体的工作过程、拟定了相应的工作计划。经过讨论，规范的名称《块体热电材料塞贝克系数测量仪校准规范》。具体工作计划如下：

2021年10月，组建了规范起草工作组，由中国计量科学研究院的技术人员组成。工作组讨论了具体的工作过程、拟定了相应的工作计划。

2021年11月至2022年6月，起草工作组进行热电材料塞贝克系数测量方法的调研和规范草案的编制。

2022年7月，规范草案在全国新材料与纳米计量技术委员会年会立项通过。

2022年8月至2024年2月，采用塞贝克系数标准物质对测量仪进行实验验证。

2024年3月至8月，整理实验数据，修改完善规范草案，形成征求意见稿。

2024年9月，规范进行征求意见。

2024年11月，收集整理处理意见，修改规范，形成送审稿。

三、编制原则

规范中相应的部分

依据的规范/标准编号

依据的规范/标准名称

规范的结构

JJF1071-2010

《国家计量校准规范编写规则》

规范的主体内容

GB/T16839.1-2018

《热电偶第1部分：电动势规范和允差》

JJG936-2012

《示差扫描热量计》

不确定度

JJF1059.1-2012

《测量不确定度评定与表示》

四、确定规范主要内容的依据

热电材料塞贝克系数S是与温度T相关的参数。温度T下，由于两个结点（冷端和热端）的温差△