LZT-Meter 熱電品質因數整合量測系統（LFA 1000 + LSR 平台）
LZT-Meter 為首款商用一體式熱電品質因數 ZT 量測系統，將 LaserFlash 熱擴散／導熱量測（LFA 1000） 與 LSR 熱電電性量測平台 完整整合於單一儀器中。 透過單一盤形樣品，即可同時取得 導熱率 λ、賽貝克係數 S、電阻率／電導率 σ，進而計算熱電品質因數 ZT。
一體化設計大幅節省實驗室空間與多套設備投資成本，特別適合 以測量品質與成本效益為優先、樣品通量要求中等的研發實驗室與研究單位。
組合測量的優點
- 單一樣品幾何：同一顆盤形樣品即可完成 λ、S、σ 與 ZT 全參數量測。
- 避免幾何誤差：不需多批樣品切製或重製，消除形狀與表面處理差異。
- 化學成分一致：同一樣品來源，確保成分、孔隙、組織完全一致。
- 相同環境條件：測量過程中溫度、濕度、氣氛條件一致，減少系統誤差。
- 高阻樣品支援：可搭配高歐姆量測選項，處理低導電材料。
- 可選 Harman 量測：支援 DC Harman 法直接量測腿式樣品 ZT。
- 相機選項：精確量測探頭間距，提升電阻率計算準確度。
- 保留 LSR 平台所有優點：包含模組化爐體、薄膜適配器、多氣氛量測等。
量測原理與系統構成
LZT-Meter 在熱電量測部分沿用經驗證的 LSR-3 平台技術， 包含塞貝克係數穩態斜率法與直流四端電阻量測，同時結合 LFA 1000 LaserFlash 技術測量熱擴散率 α， 搭配比熱 cp 與密度 ρ 計算導熱率 λ。
系統提供三種可互換爐體，涵蓋低溫至高溫應用：
- 高速紅外線爐：適合快速升降溫與精準控溫。
- 低溫爐：可量測至約 −100°C，適用低溫熱電研究。
- 高溫爐：最高量測溫度可達 1100°C。
隨附軟體可對 LFA 與 LSR 數據進行整合評估，並支援可選的 Harman ZT 模型， 以單一介面完成 ZT 相關全部參數之計算與比較。
技術規格重點
LSR-3 部分（電性 / Seebeck）
- 溫度範圍：−100°C ~ 500°C；RT ~ 1100°C（依爐體配置）
- 量測原理：
- 塞貝克係數：靜態直流法／斜率法
- 電阻率：直流四端法
- 氣氛條件：惰性、還原、氧化、真空
- 樣品架：兩電極之間垂直定位，可選箔材／薄膜適配器
- 樣品尺寸（圓柱／矩形）：2–5 mm 截面，長度至 23 mm；直徑至 6 mm
- 盤形樣品尺寸：直徑 10 / 12.7 / 25.4 mm
- 探頭距離：4 / 6 / 8 mm 可調
- 水冷：必需
- Seebeck 測量範圍：1–2500 μV/K；精度約 ±7%，再現性 ±3%
- 電導率測量範圍：0.01–2×105 S/cm；精度約 ±5–8%，再現性 ±3%
- 電流源：0–160 mA 低漂移電流源
- 電極材質：Ni（−100 ~ 500°C）／Pt（−100 ~ 1500°C）
- 熱電偶：K / S / C 型
LaserFlash 部分（LFA 功能）
- 脈衝源：Nd:YAG 雷射，單脈衝能量約 25 J
- 脈衝時間：約 0.01–5 ms 可調
- 偵測器：InSb / MCT 高速紅外線偵測器
- 熱擴散率測量範圍：約 0.01–1000 mm²/s
- 導熱率 λ：由 α・cp・ρ 計算，適用多種固體材料
LSR-4 升級（選配）
- DC Harman 法：直接量測熱電腿 ZT。
- AC 阻抗譜：對熱電模組（TEG／Peltier）進行 ZT 直接量測。
- 溫度範圍：−100 ~ 400°C 或 RT ~ 400°C（依爐體配置）。
- 樣品架：針觸點設計，用於近似絕熱量測條件。
- 樣品尺寸（腿）：2–5 mm 截面、長度至 23 mm；直徑至 6 mm。
- 模組尺寸：最大約 50 × 50 mm。
配件與量測選項
樣品架與幾何支援
- 盤形樣品架：直徑 10 / 12.7 / 25.4 mm（標準 LFA 幾何）。
- 圓柱樣品架：直徑至 6 mm，高度約 23 mm。
- 棒狀樣品架：截面至 5 × 5 mm，高度約 23 mm。
- 薄膜／箔材適配器：適用於塗層、鍍膜與奈米結構薄層。
熱電偶與相機選項
- 標準熱電偶：一般高精度量測。
- 護套式熱電偶：適用於環境嚴苛或具腐蝕性的樣品。
- K 型：用於低溫量測。
- S 型：用於高溫量測。
- C 型：適用於可能造成 Pt 中毒之樣品。
- 相機選項：提供探針距離可視化與量測，提升電阻率計算精度，搭配專用軟體模組。
整合軟體功能摘要
LFA 相關功能
- 脈衝長度精準校正與「脈衝映射」。
- 熱損失修正與 2／3 層系統分析。
- 多層結構接觸熱阻評估。
- 比熱容 cp 計算與模型嚮導。
LSR 相關功能
- 支援圓柱、方片與圓盤樣品。
- 可程式化溫度段與氣氛控制。
- 薄膜適配器適用軟性或剛性薄膜。
- 程式嚮導整合 Seebeck、電導率與 Harman-ZT 量測流程。
一般軟體特性
- 自動評估 Seebeck 與電導率，支援自動樣品接觸控制。
- 可建立多段自動量測程式與溫度梯度設計。
- Harman 測量自動擬合與評估（選配）。
- 即時曲線顯示、自動／手動縮放、任意軸組合顯示。
- 內建一階、二階導數與數學運算工具。
- 內建資料庫，用於所有量測與評估曲線之存檔與管理。
- 支援多任務、多使用者帳號管理。
- 支援多曲線疊圖比較與曲線標註。
- EXCEL® 與 ASCII 輸出，便於後續統計或報告整合。
- 提供零線計算與趨勢統計分析（含信賴區間）。
典型應用與示例
- 碲化物熱電材料：評估室溫至 200°C 範圍內 Seebeck 與電阻率變化。
- 銅／鋁金屬：比較實測導熱率與文獻值，驗證 LFA 精度（誤差約在 2% 以內）。
- Pyroceram 9606 玻璃陶瓷：作為標準 LFA 參考材料，用於系統校正與長期穩定性追蹤。
- 各向同性石墨：比較 Linseis LFA 與國際實驗室測得熱擴散率數據，誤差控制在 2% 以內。
影片： LZT-Meter 系統介紹與示範（YouTube）