ICS29.045CCSH80團 體 標 準T/SHXCL0021—2024溫差電致冷組件用晶棒Crystalbarforthermoelectricrefrigerationcomponents2024-06-28發(fā)布 2024-07-30實施上海市新材料協(xié)會發(fā)布T/SHXCL 0021—2024前 言本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責(zé)任。本文件由上海市新材料協(xié)會提出。本文件由上海市新材料協(xié)會標準化技術(shù)委員會歸口。本文件起草單位：上海申和投資有限公司，杭州大和熱磁電子有限公司、中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所、浙江先導(dǎo)熱電科技股份有限公司、浙江漢恒熱電材料科技有限公司。本文件首批承諾執(zhí)行單位：上海申和投資有限公司，杭州大和熱磁電子有限公司、中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所、浙江先導(dǎo)熱電科技股份有限公司、浙江漢恒熱電材料科技有限公司。本文件起草人：吳燕青、周帥、吳永慶、柏勝強、廖錦城、宋慶峰、唐澤豐、宋君強。T/SHXCL0021—2024溫差電致冷組件用晶棒范圍本文件規(guī)定了溫差電致冷組件用晶棒的命名和分級、材料、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則及標志、包裝、運輸和貯存。本文件適用于以碲化鉍為基體材料，采用粉末熱擠出法或區(qū)熔法制備而成的晶棒。產(chǎn)品主要用于溫差電致冷組件。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T191-2008包裝儲運圖示標志GB/T915-2010鉍GB/T2829-2002周期檢驗計數(shù)抽樣程序及表(適用于對過程穩(wěn)定性的檢驗)GB/T4472-2011化工產(chǎn)品密度和相對密度的測定GB/T6388-1986運輸包裝收發(fā)標志GB/T7314-2017金屬材料室溫壓縮試驗方法GB/T22588-2008閃光法測量熱擴散系數(shù)或?qū)嵯禂?shù)SJ2855-1988溫差電致冷名詞術(shù)語、型號命名及其性能測試方法SJ2857.2-1988溫差電致冷材料性能的測試方法電導(dǎo)率測試方法SJ2857.3-1988溫差電致冷材料性能的測試方法溫差電動勢率測試方法YS/T222-2010碲錠YS/T674-20084N銻YS/T816-2012高純硒術(shù)語和定義SJ2855-1988界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。粉末熱擠出法powderhotextrusionmethod一種結(jié)合粉末冶金和熱擠出成形工藝，在熱和機械力的共同作用下將粉末或者毛坯擠出成型的加工方法。3T/SHXCL0021—2024區(qū)熔法zonemeltingmethod一種制備晶體和提純晶體的方法，熔區(qū)從錠的一端通過整個錠料至另一端。[來源：SJ2855-1988，3.19]再生原料recycledrawmaterials前次制備過程中產(chǎn)生的廢棄材料或者剩余材料。摻雜劑dopant少量添加到碲化鉍基體中，用于調(diào)節(jié)導(dǎo)電類型、載流子濃度、遷移率或晶格熱導(dǎo)率等的元素或化合物。晶棒crystalbarBiSbSe命名和分級命名溫差電致冷組件用晶棒型號如下：XXX/XX/XX

等級：不添加再生料為A,添加再生料為B組份：準二元為2,準三元為3晶棒的標稱直徑或等效截面直徑/mm類別,分N和P晶棒代號(ZM：區(qū)熔法生產(chǎn)的晶棒；EX：粉末熱擠出法生產(chǎn)晶棒)示例:EXN/28/2A表示粉末熱擠出法生產(chǎn)晶棒、N型、標稱直徑為φ28mm、二元組成、不含再生原料配制而成的晶棒。等級A級品采用半導(dǎo)體元素材料按規(guī)定的化學(xué)比配制而成，符合本文件規(guī)定的電、熱物理性能和機械性能要求的為A級品。B級品添加了再生原料，使之符合本文件規(guī)定的電、熱物理性能和機械性能要求的為B級品。材料4T/SHXCL0021—2024成分溫差電致冷組件用晶棒主要原材料有碲、銻、鉍、硒和摻雜劑。原料碲所選原材料碲的純度不低于99.99%，其他要求應(yīng)符合YS/T222的規(guī)定。銻所選原材料銻的純度不低于99.99%，其他要求應(yīng)符合YS/T674的規(guī)定。鉍所選原材料鉍為純度99.99%鉍,其他要求應(yīng)符合GB/T915的規(guī)定。硒所選原材料硒的牌號為純度不低于99.999%高純硒,其他要求應(yīng)符合YS/T816的規(guī)定。要求外觀晶棒表面無明顯裂紋、缺損，無明顯雜質(zhì)。表面應(yīng)無下列情況之一的裂紋：裂紋走向與晶棒軸線近似垂直的裂紋；機械損傷造成的裂縫。尺寸晶棒尺寸可由供需雙方商定，其徑向尺寸偏差不大于所商定規(guī)格尺寸的4%。技術(shù)要求晶棒的技術(shù)要求應(yīng)符合表1和表2的規(guī)定。表1 晶棒的技術(shù)要求（粉末熱擠出法工藝）序號項目技術(shù)要求P型N型1電阻率ρ，Ω·m0.80×10-5～1.20×10-50.80×10-5～1.20×10-52溫差電動勢α，V/K≥190×10-6≥190×10-63功率因子PF，W/(K2·m)≥4.30×10-3（A）≥3.90×10-3（B）≥3.90×10-3（A）≥3.70×10-3（B）4熱導(dǎo)率κ，W/(m·K)≤1.47（A）≤1.50（B）≤1.55（A）≤1.60（B）5品質(zhì)因數(shù)Z，1/K≥3.15×10-3（A）≥2.95×10-3（B）≥2.90×10-3（A）≥2.80×10-3（B）6抗壓強度R，MPa≥155≥1957密度d，g/cm36.2～6.87.2～7.85T/SHXCL0021—2024表2 晶棒的技術(shù)要求（區(qū)熔法工藝）序號項目技術(shù)要求P型N型1電阻率ρ，Ω·m0.80×10-5～1.20×10-50.80×10-5～1.20×10-52溫差電動勢α，V/K≥190×10-6≥190×10-63功率因子PF，W/(K2·m)≥4.50×10-3（A）≥4.20×10-3（B）≥4.30×10-3（A）≥4.00×10-3（B）4熱導(dǎo)率κ，W/(m·K)≤1.53（A）≤1.53（B）≤1.58（A）≤1.62（B）5品質(zhì)因數(shù)Z，1/K≥3.00×10-3（A）≥2.85×10-3（B）≥2.90×10-3（A）≥2.80×10-3（B）6抗壓強度R，MPa≥35≥707密度d，g/cm36.4～6.97.3～7.9試驗方法一般規(guī)定晶棒初始測量和最后測量的條件應(yīng)相同,由于溫度誤差和測量儀器的誤差而引起的全部誤差不應(yīng)超出10%。除非另有規(guī)定,試驗在室溫和常壓下進行。外觀在照度不低于300Lux工作臺燈、5倍的放大燈下目視觀察晶棒表面。尺寸外形尺寸：徑向尺寸用量程為0mm-150mm，精度為0.02mm的游標卡尺測量。電阻率試驗試驗條件試驗應(yīng)在測試區(qū)域進行，試驗條件應(yīng)符合如下要求：——應(yīng)避免陽光直射且應(yīng)無明顯的空氣流動；——環(huán)境溫度為25℃±5℃。試驗儀器試驗儀器應(yīng)配置如下：毫伏表；數(shù)字源表；多通道數(shù)據(jù)采集器；數(shù)字式游標卡尺:0～150mm,0.02mm；電阻率測試夾具。6T/SHXCL0021—2024試驗原理電阻率的測量原理參見SJ2857.2-1988中第1章。當環(huán)境溫度偏離規(guī)定值(25℃)時,可用下式進行修正：ρ=ρT(1+0.0524)25-T （1）式中: ρT──電阻率的實測值T──測試環(huán)境溫度值，℃。試驗程序 I測量程序參照SJ2857.2-1988標準第4章。溫差電動勢率試驗試驗條件除符合7.1條的規(guī)定外，還需符合以下要求：——環(huán)境溫度：25℃±5℃；——冷熱端電極溫差ΔT不大于10℃。試驗儀器試驗儀器應(yīng)配置如下：a)41/2數(shù)字直流毫伏表，量程0mV～19.999mV，分辨率1×10-3mV；精密數(shù)字溫度計，顯示精度±0.1℃；精密數(shù)字溫度控制儀，控制精度±0.1℃；溫度傳感器；溫差電動勢率測試夾具。試驗原理溫差電動勢率的測量原理見SJ2857.3-1988第1章原理。試驗程序測量程序參照SJ2857.3-1988第4章。功率因子根據(jù)所測得的溫差電動勢率和電阻率，經(jīng)下式計算所到的功率因子值PF。PF=?2?式中：α──溫差電動勢率，V/K；ρ──電阻率，Ω·m。熱導(dǎo)率試驗按GB-T22588-2008規(guī)定進行。品質(zhì)因素

（2）7T/SHXCL0021—2024根據(jù)所測得的溫差電動勢率、電阻率、熱導(dǎo)率，經(jīng)下式計算所到的品質(zhì)因素值Z。Z=?2ρ?式中：α──溫差電動勢率，V/K；ρ──電阻率，Ω·m；κ──熱導(dǎo)率，W/(m·K)?？箟簭姸仍囼濭B/T7314-2017規(guī)定進行。密度試驗按GB/T4472-2011規(guī)定進行。檢驗規(guī)則檢驗分類晶棒的檢驗分為出廠檢驗和型式檢驗。出廠檢驗檢驗項目檢驗項目為外觀、電阻率、溫差電動勢率和功率因子。抽樣方案出廠檢驗為全檢。型式檢驗檢驗項目型式檢驗為全項目檢驗。抽樣方案

（3）型式檢驗按GB/T2829-2002規(guī)定進行，采用判定水平Ⅱ、樣本大?。睿?的一次抽樣方案，不合格質(zhì)量水平和判定數(shù)組按表3的規(guī)定。表3不合格質(zhì)量水平和判定檢驗項目要求（本文件）試驗方法（本文件）不合格質(zhì)量水平RQL）判定數(shù)組AcRe外觀6.17.22501尺寸6.27.3電阻率表1/表27.4溫差電動勢率表1/表27.58T/SHXCL0021—2024功率因子表1/表27.6熱導(dǎo)率表1/表27.75012品質(zhì)因數(shù)表1/表27.8抗壓強度表1/表27.9密度表1/表27.10周期晶棒型式檢驗的周期為24個月。當晶棒停止生產(chǎn)一個周期以上又恢復(fù)生產(chǎn)，或者晶棒的設(shè)計、工藝、原料有重大變動時，必須進行型式檢驗。只有當型式檢驗合格后，才能進行正常批量生產(chǎn)和出廠檢驗。標志、標簽晶棒上標志晶棒上的標識應(yīng)有型號、電阻率及批次號。包裝包上的標志包裝包上應(yīng)有標志、標簽，內(nèi)容如下：產(chǎn)品的名稱、分類、型號、批次號；制造廠名稱；執(zhí)行標準代號；檢驗人員姓名或代號。包裝箱的標志包裝外表面上的收發(fā)標志\包裝儲運圖示標志應(yīng)符合GB/T6388-1986和GB/T191-2008的有關(guān)規(guī)定。包裝、運輸、貯存包裝最小包裝（包裝包）除非另有規(guī)定，應(yīng)以單根晶棒為最小包裝單位，每一根晶棒均應(yīng)附有質(zhì)