一、导电性好的材料导热性差吗

材料的导热性和导电性分别用热导 [公式] 和电导 [公式] 来衡量，而热导一般包括两个部分：

[公式]

其中 [公式] 表示电子热导，顾名思义就是由自由电子的扩散产生的热导，在温度梯度下电子会从高温区向低温区扩散完成传热过程。电子热导和材料的电导联系紧密，其关系满足Wiedemann-Franz定律：

[公式]

L是Loranz常数：L=2.45×10^-8 [公式]

即电子热导部分和电导成正比关系。

第二部分 [公式] 称为声子热导，与电导无关。所谓声子，并不是真实的微观粒子，而是固体材料中的晶格点阵的集体运动模式，这种运动模式和粒子很像，称为准粒子。而由晶格振动产生的热传导就是声子热导。

声子热导满足[公式] ,Cv是比热，l 是声子平均自由程，v是声子传播速度。直观上也容易理解，同样的温度梯度下，比热大的材料导热多；而声子平均自由程越大，表示声子在运动中受到的散射越少，热传导越顺利；声子传播速度v越大，显然传热也会越快。

如果是绝缘体，不导电没有电导，也就没有电子热导，主要靠声子热导导热。

这个问题还涉及到热电材料研究的一个基本问题：在材料热导和电导紧密关联的前提下，如何提高热电优值ZT？

所谓热电材料是指能将热能和电能相互转换的功能材料，这种转换能力的高低由热电品质因子ZT来衡量： [公式]

这个S是赛贝克系数，用来衡量赛贝克效应大小。赛贝克效应是热电效应的一种，是指将两种不同金属各自的两端分别连接，并放在不同的温度下，就会在这样的线路内发生电流。塞贝克系数有一个更好理解的名字叫热电势，也就是由于温度梯度产生的电势差。热电势的物理机制有两种：一是载流子扩散，即由于温度梯度载流子会从高温端向低温端扩散，从而产生电势差；二是声子曳引，由于电声子耦合，温度梯度下声子扩散会拽着电子一起扩散，从而产生电势差。

我们可以看到，决定材料热电品质因子的三个物理量S、 [公式] 和 [公式] 之间彼此存在着相互制约的关系，要想得到高的ZT值必须提高S和 [公式] 同时降低 [公式] 。

S和电导 [公式] 都与载流子浓度有关，载流子浓度越大电导越大，但S一般而言会越小，材料热电性能随载流子浓度的依赖关系如下图，图中的 [公式] 即是塞贝克系数S。同时电导 [公式] 和 [公式] 又紧密相关，正是由于电子热导和电导之间的正比关系使得很难在提高电导的同时又降低热导。

二、温度传感器的分类 作用 工作原理 及其应用范围

目前主要有热敏电阻、双金属片、集成化半导体温度传感器和热电偶四大类。

热敏电阻（其中分正温度和负温度特性两类），其根据电阻材料随温度的变化而影响材料的电阻率随之相应变化的原理实现温度传感的，其特点是工作温度范围广，成本低、但线性差，误差较大，适用于温控精度要求不高的场合。

双金属片通常是将两片不同的金属叠在一起，根据不同金属的热膨胀率的差异，导致双金属机构产生于温度变化相对应的形变的原理做成的，其特点的温度范围大，但精度极低。

集成化半导体温度传感器是由硅二极管和运算放大器组成的，是三端器件，其根据硅二极管正向压降随温度的升高而线性降低的原理，由于线性降低的线性精度虽然良好，但变化值微小，所以要通过运算放大器线性放大，另外，通过改变运算放大器的负反馈电阻的值，实现输出不同电压变化范围的各规格产品，以适应不同设备的要求。其特点是精度高，热惯性小，响应快，输出负载能力大（抗电磁干扰能力强），成本较高，温度适用范围小。

热电偶是根据两个不同导体或半导体在不同的温度下之间产生电动势的所谓的温差发电效应产生的传感器，其并非真正意义上的温度传感器，但它对温差敏感。

三、热电材料ZT值是什么?

热电材料ZT值是热电优值。

材料的热电效率可定义热电优值 (Thermoelectric figure of merit) ZT来评估：

其中，S为塞贝克系数(thermoelectric power or Seebeck coefficient)，T为绝对温度，σ为电导率，κ为导热系数。为了有一较高热电优值ZT，材料必须有高的塞贝克系数(S)，高的电导率与低的导热系数。

扩展资料

因热电转换效率主要依靠优值系数Z，而热电材料的Z主要跟热电材料的热物性参数（塞贝克系数、电导率、热导率）有着密切联系，无量纲的优值系数ZT则通常被用来作为热电材料性能的评价指标。随着技术的进展，提高热电材料的优值系数已成为近期亟待解决的问题之一。

20世纪后半叶，室温工况下热电材料的优值系数从0.75提高到1。根据热电材料的特性可知，要想得到高优值系数的材料，必须提高材料的Seebeck系数和电导率，降低材料的热导率。

参考资料来源：百度百科-热电材料

参考资料来源：百度百科-热电转换系统

四、塞贝克效应的应用

塞贝克效应发现之后，人们就为它找到了应用场所。利用塞贝克效应，可制成温差电偶（thermocouple，即热电偶）来测量温度。只要选用适当的金属作热电偶材料，就可轻易测量到从－180℃到+2000℃的温度，如此宽泛的测量范围，令酒精或水银温度计望尘莫及。热电偶温度计，甚至可以测量高达+2800℃的温度！

热电偶的两种不同金属线焊接在一起后形成两个结点，环路电压VOUT为热结点结电压与冷结点（参考结点）结电压之差。因为VH和VC是由两个结的温度差产生的，也就是说VOUT是温差的函数。比例因数α对应于电压差与温差之比，称为Seebeck系数。

五、塞贝克系数是什么

"塞贝克系数"

为半导体材料的温差电动热（称为塞贝克系数）.I为电流强度.To为冷端温度.ATHc为冷、热端间的温差.R为半导体致冷器内电阻

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六、塞贝克效应的原理

产生Seebeck效应的机理，对于半导体和金属是不相同的。 产生Seebeck效应的主要原因是热端的载流子往冷端扩散的结果。例如p型半导体，由于其热端空穴的浓度较高，则空穴便从高温端向低温端扩散；在开路情况下，就在p型半导体的两端形成空间电荷（热端有正电荷，冷端有负电荷），同时在半导体内部出现电场；当扩散作用与电场的漂移作用相互抵消时，即达到稳定状态，在半导体的两端就出现了由于温度梯度所引起的电动势——温差电动势。自然，n型半导体的温差电动势的方向是从低温端指向高温端（Seebeck系数为负），相反，p型半导体的温差电动势的方向是高温端指向低温端（Seebeck系数为正），因此利用温差电动势的方向即可判断半导体的导电类型。

可见，在有温度差的半导体中，即存在电场，因此这时半导体的能带是倾斜的，并且其中的Fermi能级也是倾斜的；两端Fermi能级的差就等于温差电动势。

实际上，影响Seebeck效应的因素还有两个：

第一个因素是载流子的能量和速度。因为热端和冷端的载流子能量不同，这实际上就反映了半导体Fermi能级在两端存在差异，因此这种作用也会对温差电动势造成影响——增强Seebeck效应。

第二个因素是声子。因为热端的声子数多于冷端，则声子也将要从高温端向低温端扩散，并在扩散过程中可与载流子碰撞、把能量传递给载流子，从而加速了载流子的运动——声子牵引，这种作用会增加载流子在冷端的积累、增强Seebeck效应。

半导体的Seebeck效应较显著。一般，半导体的Seebeck系数为数百mV/K，这要比金属的高得多。 因为金属的载流子浓度和Fermi能级的位置基本上都不随温度而变化，所以金属的Seebeck效应必然很小，一般Seebeck系数为0～10mV/K。

虽然金属的Seebeck效应很小，但是在一定条件下还是可观的；实际上，利用金属Seebeck效应来检测高温的金属热电偶就是一种常用的元件。

产生金属Seebeck效应的机理较为复杂，可从两个方面来分析：

①电子从热端向冷端的扩散。然而这里的扩散不是浓度梯度（因为金属中的电子浓度与温度无关）所引起的，而是热端的电子具有更高的能量和速度所造成的。显然，如果这种作用是主要的，则这样产生的Seebeck效应的系数应该为负。

②电子自由程的影响。因为金属中虽然存在许多自由电子，但对导电有贡献的却主要是Fermi能级附近2kT范围内的所谓传导电子。而这些电子的平均自由程与遭受散射（声子散射、杂质和缺陷散射）的状况和能态密度随能量的变化情况有关。

如果热端电子的平均自由程是随着电子能量的增加而增大的话，那么热端的电子将由于一方面具有较大的能量，另一方面又具有较大的平均自由程，则热端电子向冷端的输运则是主要的过程，从而将产生Seebeck系数为负的Seebeck效应；金属Al、Mg、Pd、Pt等即如此。

相反，如果热端电子的平均自由程是随着电子能量的增加而减小的话，那么热端的电子虽然具有较大的能量，但是它们的平均自由程却很小，因此电子的输运将主要是从冷端向热端的输运，从而将产生Seebeck系数为正的Seebeck效应；金属Cu、Au、Li等即如此。塞贝克效应电势差的计算公式：

与分别为两种材料的塞贝克系数。如果与不随温度的变化而变化，上式即可表示成如下形式：

塞贝克后来还对一些金属材料做出了测量，并对35种金属排成一个序列（即Bi-Ni-Co-Pd-U-Cu-Mn-Ti-Hg-Pb-Sn-Cr-Mo-Rb-Ir-Au-Ag-Zn-W-Cd-Fe-As-Sb-Te-……），并指出，当序列中的任意两种金属构成闭合回路时，电流将从排序较前的金属经热接头流向排序较后的金属。