熱電臂英文解釋翻譯、熱電臂的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【電】 thermoelectric arm; thermoelectric leg

分詞翻譯：

熱電的英語翻譯：

【化】 pyroelectricity
【醫】 pyroelectricity; thermo-electricity

臂的英語翻譯：

arm
【醫】 arm; brachia; brachio-; brachium; upper arm; upper limb

專業解析

熱電臂（Thermoelectric Leg）是熱電轉換器件（如熱電發電機或熱電制冷器）中的核心功能單元。它通常指一對相互配合的、由不同熱電材料制成的柱狀或片狀半導體元件（一根P型半導體臂和一根N型半導體臂）。其核心功能是實現熱能與電能之間的直接相互轉換，基于塞貝克效應（Seebeck Effect）和珀耳帖效應（Peltier Effect）。

詳細解釋：

結構與組成：
- 一個完整的熱電臂對包含兩種類型的臂：P型熱電臂（主要載流子為空穴）和N型熱電臂（主要載流子為電子）。
- 它們通常由高性能的熱電材料制成，如碲化铋（Bi₂Te₃）、碲化鉛（PbTe）、矽鍺合金（SiGe）等。
- 在器件中，P型臂和N型臂在頂部和底部通過導電金屬片（如銅電極）交替連接，形成串聯電路。
工作原理：
- 發電模式（塞貝克效應）：當熱電臂對的頂部（熱端）和底部（冷端）存在溫差（ΔT）時，由于材料内部的載流子（空穴和電子）會從熱端向冷端擴散，在臂的兩端産生電動勢（電壓），從而驅動外部負載産生電流。塞貝克電壓（ΔV）與溫差（ΔT）成正比：ΔV = α * ΔT，其中α是塞貝克系數（或熱電功率）。
- 制冷/加熱模式（珀耳帖效應）：當電流（I）通過由P型和N型臂串聯組成的回路時，在臂對的連接處（節點）會發生吸熱或放熱現象。電流方向決定了節點是吸熱（制冷）還是放熱（加熱）。吸收或釋放的熱量（Q）與電流（I）成正比：Q = π I，其中π是珀耳帖系數（與塞貝克系數α和絕對溫度T有關：π ≈ α T）。
關鍵特性參數：
- 塞貝克系數（α）：衡量材料在溫差下産生電壓的能力，單位為V/K。
- 電導率（σ）：衡量材料的導電能力，影響器件的内阻和焦耳熱損耗。
- 熱導率（κ）：衡量材料傳導熱量的能力，過高的熱導率會降低器件兩端的有效溫差。
- 優值系數（ZT）：評價熱電材料性能的綜合指标：ZT = (α² σ T) / κ。ZT值越高，熱電轉換效率越高。高性能熱電臂需要同時具有高塞貝克系數、高電導率和低熱導率。
應用：
- 溫差發電：利用工業餘熱、汽車尾氣廢熱、地熱、放射性同位素熱源（如航天器）等産生的溫差直接發電。
- 熱電制冷：用于小型精密儀器冷卻、便攜式冰箱、汽車座椅溫控、電子設備局部冷卻等。
- 溫度傳感：熱電偶的核心原理也是塞貝克效應。

參考來源：

國際熱電學會 (International Thermoelectric Society - ITS)：作為熱電領域的權威組織，其官網和發布的資料提供了熱電基本原理、材料、器件和應用的标準定義和最新進展。例如，其教育闆塊對熱電臂和器件工作原理有清晰闡述。(可訪問： https://www.its.org/ )
《熱電學：基礎與應用》(Thermoelectrics: Basics and Applications) 作者：D.M. Rowe (Ed.)：這是一本廣泛認可的熱電學經典教材，詳細介紹了熱電材料、熱電臂的設計原理、器件物理和性能優化。(例如 CRC Press 出版信息)
美國能源部能源效率與可再生能源辦公室 (DOE EERE) - 熱電技術介紹：提供了熱電技術及其應用（包括熱電臂的作用）的概述，強調了其在廢熱回收中的潛力。(可訪問： https://www.energy.gov/eere/amo/thermoelectric-technologies )
材料研究學會 (Materials Research Society - MRS) 期刊：如 Journal of Materials Research 或 MRS Bulletin 經常發表關于熱電材料和器件（包括熱電臂性能優化）的最新研究論文和綜述。

網絡擴展解釋

熱電臂（Thermoelectric Arm/Leg）是熱電轉換器件（如熱電制冷器或發電器）中的核心組件，其作用是通過熱電材料的塞貝克效應（Seebeck effect）或帕爾貼效應（Peltier effect）實現熱能與電能之間的直接轉換。以下是詳細解釋：

1.定義與原理

熱電臂由兩種不同的半導體材料（P型與N型）組成，通常呈柱狀結構。當兩端存在溫度差時（塞貝克效應），會産生電壓；反之，通入電流時（帕爾貼效應），會在兩端形成溫度差，實現制冷或加熱功能。
英文中也被稱為thermoelectric leg或thermoelectric arm，中文術語可能包含“層級”“圓錐形”等修飾詞，用于描述其形狀或材料梯度設計（如提到的“層級熱電臂”）。

2.材料特性

關鍵參數：熱電臂材料需具備高塞貝克系數（産生電壓能力）、低熱導率（減少熱量流失）和高電導率（降低電阻損耗）。
常用材料：铋碲合金（Bi₂Te₃）是常見熱電制冷材料，而碲化鉛（PbTe）等用于高溫發電場景。

3.結構設計優化

形狀設計：例如圓錐形熱電臂可優化熱應力分布，減少因溫度梯度引起的結構損壞，同時提升制冷效率。
層級/梯度設計：通過材料成分的梯度變化（如摻雜濃度），可拓寬有效工作溫度範圍，提升整體性能。

4.應用領域

微型制冷：用于激光器、傳感器等精密器件的溫度控制。
電子散熱：為CPU、GPU等提供主動冷卻。
餘熱發電：利用工業廢熱或汽車尾氣發電。

熱電臂的性能直接決定熱電器件的效率。當前研究集中于材料優化（如納米結構材料）和幾何設計改進，以突破傳統效率瓶頸。若需進一步了解具體材料參數或實驗數據，可參考文獻或專業數據庫（如Web of Science）。