半导体制冷的机理主要是电荷载体在不同材料中处于不同的能级。
在外部电场的作用下,当电荷载体从高能材料转移到低能级材料时,它们会释放出多余的能量。
相反,当电荷载体从低能级材料移动到高能量材料时,它需要从外部吸收能量。
能量在不同材料的界面处以热的形式释放或吸收。
金属材料的珀耳帖效应较弱,而半导体材料的珀耳帖效应更强,因此半导体制冷用于实际工程中。
优点:(1)无活动部件,操作时无噪音,无磨损,寿命长,可靠性高。
(2)不使用制冷剂,不泄漏,不污染环境。
(3)半导体制冷器的参数不受空间方向的影响,即它们不受重力场的影响,广泛应用于航空航天工业。
(4)动作速度快,工作可靠,使用寿命长,控制方便,调整方便。
可通过调节工作电流来调节调节器的冷却能力。
还可以通过切换电流的方向来改变冷却或加热的操作状态。
(5)体积小,重量轻,适用于容量小,体积小的特殊冷却环境。
尽管半导体冷却器具有许多优点,但它们也有一些缺点需要克服。
缺点:(1)在冷却能力大的情况下,半导体冰箱的冷却效率低于机械压缩式冰箱的冷却效率。
因此,半导体冰箱只能用作低功率冰箱。
(2)电流对中只有直流电源可用于电源。
如果使用交流电源,将产生焦耳热,这将达不到吸热和冷却的目的。
(3)电池堆组件由高纯度稀有材料制成,加工工艺条件尚不十分成熟,导致组件成本相对较高,目前还没有广泛应用于普通制冷领域。
(1)在电子工业中,半导体制冷器用作低温稳定剂以改善电子元件的性能。
例如,在半导体制冷机产生的低温环境下,红外探测器的性能得到显着改善,即响应时间缩短,灵敏度提高,响应波长变宽,背景噪声降低,光电倍增管的暗电流和噪声减小,石英晶体的振荡频率稳定。
等待。
(2)半导体制冷机作为一种冷源,可以代替干冰,实现无制冷剂的冷源,用于测量,控制和改善工艺性能。
例如,利用真空扩散泵中的冷阱,真空可以增加一个数量级。
在实验室中,半导体制冷机用于冰点,浊点分析和样品测量,可以在任何点进行简单可靠的温度控制,减少冰,二氧化碳干冰或机械制冷引起的麻烦。
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(3)半导体冰箱可用于气象学中的露点温度测量,光学和X射线胶片固定开发,材料工业中的低温物理性能测试,以及工业气体水分含量的测量和控制。
(4)病理性半导体冰箱已广泛用于医学和临床应用。
因此,手术病理报告可以在十分钟内完成(常规石蜡切片一般需要23天),这大大改善了诊断周期,为外科医生及时确定手术计划提供了可靠的依据。
它还用于颅外脑冷却帽,眼科白内障摘除器,半导体低温恒温器和皮肤冷冻疗法。
半导体冰箱可用于制作冷热集成箱,即冷端制成冰箱,热端制成恒温器,实现一机两用,节约能源。
由半导体冷却器制成的药用半导体制冷机可以很好地保存血浆,疫苗,血清,药物等。
(5)当计算机主板上的CPU正常工作时,会散热。
他们中的大多数人使用小风扇降温并发出巨响。
如果将小型风扇更换为半导体冷却器,冷却效果会更好。
(6)半导体制冷器还用于特殊环境中的空调,制冷和除湿装置,例如车辆,核潜艇,驱逐舰,深潜器,减压舱和地下建筑物。
随着制冷性能的不断提高和成本的逐步降低,半导体制冷机将得到广泛应用。