熱電性理論詮釋

電介質(zhì)的極化隨溫度變化而改變，有自發(fā)極化的晶體中垂直于極化的兩個(gè)表面附近各有一層束縛電荷。熱平衡狀態(tài)時(shí)這些束縛電荷被等量反號(hào)的自由電荷所屏蔽，該晶體對(duì)外界并不顯示電性。溫度改變時(shí)極化發(fā)生變化，原先的自由電荷不能再完全屏蔽束縛電荷，致使表面發(fā)生電荷的釋放和吸收，在與之連接的外電路中出現(xiàn)電流。屬于10個(gè)極性點(diǎn)群的晶體可具有自發(fā)極化，有熱電性。表征熱電性的參量是熱電系數(shù)，它等于極化對(duì)溫度的變化率：p=dP/dT。顯然p是一個(gè)矢量，但除點(diǎn)群m和l以外，極化P都是沿晶體物理（直角）坐標(biāo)系的一個(gè)軸，故熱電系數(shù)p只有一個(gè)分量。絕大多數(shù)情況下，極化隨溫度上升而減小，故p為負(fù)。熱電系數(shù)本身是溫度的函數(shù)，在居里點(diǎn)附近呈現(xiàn)峰值。常用熱電材料在室溫附近的熱電系數(shù)約為10^－4C·m^－2·K^－1量級(jí)。大量使用的熱電材料有鐵電單晶硫酸三甘氨酸（TGS）和鐵電陶瓷等。

某些晶體的電極化強(qiáng)度隨溫度變化而釋放表面吸附的部分電荷的性質(zhì)。它只能發(fā)生在不具有中心對(duì)稱的晶體中。在32種晶體的宏觀對(duì)稱類型中，只有10種具有惟一的極軸；晶體中離子沿極軸正反兩個(gè)方向的配置不完全相同而產(chǎn)生電矩，導(dǎo)致晶體沿極軸方向出現(xiàn)一個(gè)宏觀不等于零的固有極化強(qiáng)度P。通常在晶體表面上總電矩的正負(fù)端容易吸附異性電荷直到完全抵消總電矩所產(chǎn)生的宏觀電場(chǎng)，所以這種固有極化并不表露出來(lái)。但是P與溫度有關(guān)；當(dāng)溫度變化時(shí)由于P的改變而釋放出表面吸附的部分電荷，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。具有熱電性的晶體稱為熱電體。經(jīng)過(guò)人工極化的鐵電體都具有熱電性。

熱電效應(yīng)的大小與晶體所受的機(jī)械約束有關(guān)。在被鉗制不能發(fā)生形變的晶體中出現(xiàn)的熱電效應(yīng)為一級(jí)效應(yīng)，或稱主效應(yīng)。在自由晶體中，除一級(jí)效應(yīng)外還有因熱膨脹所誘導(dǎo)的壓電效應(yīng)也會(huì)改變表面吸附的電荷量，這是次級(jí)熱電效應(yīng)。晶體的溫度、應(yīng)力或應(yīng)變不均勻時(shí)所引起的附加作用屬于三級(jí)熱電效應(yīng)，亦稱假熱電效應(yīng)。當(dāng)晶體的彈性常數(shù)、壓電系數(shù)和膨脹系數(shù)的溫度變化關(guān)系為已知時(shí)，可以通過(guò)計(jì)算分出一級(jí)和次級(jí)效應(yīng)對(duì)熱電系數(shù)的貢獻(xiàn)。例如Li₂SO₄·H₂O的總熱電系數(shù)為86.3×10^－6C/(m²·K)。

典型的熱電晶體的p值為10^－5數(shù)量級(jí)。在恒定溫度下要產(chǎn)生相當(dāng)于ΔT=1°C所引起的ΔP值，需施加70KV/m的外電場(chǎng)。鐵電體的熱電效應(yīng)比非鐵電體例如電氣石、CdS等大很多，并且p值與溫度有關(guān)；靠近居里點(diǎn)時(shí)鐵電體的熱電系數(shù)變得特別大。

熱電體有重要和廣泛的應(yīng)用，如紅外探測(cè)器、熱電激光量熱計(jì)、夜視儀以及各種光譜儀接收器等。它的優(yōu)點(diǎn)是不用低溫冷卻，但靈敏度比相應(yīng)半導(dǎo)體器件稍低。

熱電材料主要應(yīng)用于紅外溫度探測(cè)器和熱電攝像管等方面。與相應(yīng)的半導(dǎo)體器件比較，優(yōu)點(diǎn)是不需制冷，可工作于室溫。缺點(diǎn)是靈敏度略低。絕熱條件下對(duì)熱電體施加外電場(chǎng)，則在極化改變的同時(shí)溫度也發(fā)生變化。這是熱電效應(yīng)的逆效應(yīng)，稱為電熱效應(yīng)。絕熱去極化是一種獲得低溫的方法。 2100433B

當(dāng)?shù)V物溫度變化時(shí)，在晶體的某些結(jié)晶方向產(chǎn)生電荷的性質(zhì)稱為熱電性。

礦物的熱電性主要存在于無(wú)對(duì)稱中心、具有極性軸的介電質(zhì)礦物晶體中。如電氣石、方硼石。

熱電性是指寶石礦物在外界溫度變化時(shí)，在晶體的某些方向產(chǎn)生電荷的性質(zhì)。熱電性最初發(fā)現(xiàn)于石英中。

熱釋電材料如鈦酸鉛、硫酸三甘肽具有材料表面在受熱情況下出現(xiàn)電荷的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是由于此類物質(zhì)的分子有自發(fā)極化作用形成電偶極子在物體表面吸附環(huán)境中的靜電荷達(dá)到中和，但溫度變化下其自發(fā)極化強(qiáng)度相應(yīng)改變從而在物體表面出現(xiàn)多余的電荷，我們稱材料的這種表現(xiàn)為熱釋電效應(yīng)。熱釋電效應(yīng)是熱電性的一個(gè)重要方面。

熱電廠經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)的具體內(nèi)容主要包括能耗管理評(píng)價(jià)、綜合管理評(píng)價(jià)、燃料管理評(píng)價(jià)和生產(chǎn)設(shè)備管理四個(gè)部分，其具體內(nèi)容與打分標(biāo)準(zhǔn)參照“火力發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)表(修改稿)”標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格執(zhí)行。

1.能耗管理評(píng)價(jià)

根據(jù)電廠內(nèi)部要求，一般由定額運(yùn)營(yíng)小組帶頭，節(jié)能小組成員配合，進(jìn)行能耗管理經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)工作，對(duì)照?qǐng)?zhí)行標(biāo)準(zhǔn)按能耗管理分工核查。熱電廠能耗管理經(jīng)濟(jì)性一般是通過(guò)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)一一發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗和廠用電率來(lái)衡量的，而且應(yīng)參照標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)和重要程度進(jìn)行系統(tǒng)打分。這兩個(gè)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的高低，直接影響著熱電廠項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，從影響經(jīng)濟(jì)指標(biāo)因素著手去解決問(wèn)題，可以找出不足，進(jìn)一步提高電廠的生產(chǎn)和管理水平。

2.綜合管理評(píng)價(jià)

綜合管理評(píng)價(jià)工作主要是針對(duì)熱電廠財(cái)務(wù)管理水平進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)，主要包括項(xiàng)目投資評(píng)價(jià)和財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)，投資評(píng)價(jià)以限額指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行模塊調(diào)整和外部技術(shù)條件調(diào)整;財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)主要內(nèi)容包括項(xiàng)目基本財(cái)務(wù)指標(biāo)的計(jì)算，盈利能力分析、償債能力分析和敏感性分析等。

3.燃料管理評(píng)價(jià)

燃料管理評(píng)價(jià)工作是熱電廠經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)的重點(diǎn)，這是因?yàn)槿剂铣杀疽话銓⒄嫉诫姀S總成本的70%以上。通常依據(jù)“火力發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)表(修改稿)”標(biāo)準(zhǔn)要求，燃料分場(chǎng)精心組織、合理安排，召集相關(guān)專業(yè)班組及分場(chǎng)管理人員，組成“查評(píng)工作組”，對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)逐條對(duì)燃料管理進(jìn)行專業(yè)性經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。在檢查過(guò)程中，認(rèn)真對(duì)照“評(píng)價(jià)表”，對(duì)燃料供應(yīng)、入廠燃料管理、燃料質(zhì)量管理、燃料成本管理、指標(biāo)管理和燃油管理等6項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行核查。

4.生產(chǎn)設(shè)備管理

生產(chǎn)設(shè)備經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)工作，主要依據(jù)“火力發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)表(修改稿)”標(biāo)準(zhǔn)要求。鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等分場(chǎng)精心安排、合理組織，由相關(guān)分場(chǎng)管理專業(yè)班組及人員，組成“檢查工作組”，依據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)逐條進(jìn)行檢查 。