导热系数常见测量方法

1、导热系数测量前言

导热系数：物体传导热量的能力，又称为热导率。定义为单位温度梯度(在1m长度内温度降低1K)在单位时间内经单位导热面所传递的热量。单位为瓦每米开尔文[W/(m·K)]，此处的K可用℃代替。导热系数的测定方法现已发展了多种，它们有不同的适用领域、测量范围、精度、准确度和试样尺寸要求等，不同方法对同一样品的测量结果可能会有较大的差别，因此选择合适的测试方法是首要的。

目前导热系数的测定方法分为稳态法和非稳态法两大类，具有各自不同的测试原理。

2、导热系数测量稳态法

稳态法是经典的保温材料的导热系数测定方法，至今仍受到广泛应用。其原理是利用稳定传热过程中，传热速率等于散热速率的平衡状态，根据傅里叶一维稳态热传导模型，由通过试样的热流密度、两侧温差和厚度，计算得到导热系数。

稳态法适合在中等温度下测量的导热系数材料。适用于岩土、塑料、橡胶、玻璃、绝热保温材料等低导热系数材料。

2.1 导热系数测量热流计法

热流计法是一种比较法，是用校正过的热流传感器测量通过样品的热流，得到的是导热系数的绝对值。测量时，将厚度一定的样品插入于两个平板间，设置一定的温度梯度。使用校正过的热流传感器测量通过样品的热流，传感器在平板与样品之间和样品接触。测量样品的厚度、上下板间的温度梯度及通过样品的热流便可计算试样的导热系数。热流法测试材料的导热系数范围比较窄(0.015-5W/m·k)，温度范围为热板90℃，冷板0℃～70℃。

2.2 导热系数测量护热平板法

隔热板法的工作原理与热流法相似。热源位于相同材料的两个样品之间。这两个样品用于获得向上和向下方向的对称热流，并使加热器的能量完全被试样吸收。在测量过程中，准确设置热板的能量输入。通过调整辅助加热器的能量输入，调整热源和辅助板之间的测量温度和温度梯度。热板周围的保护加热器和样品的放置方式应确保从热板到辅助加热器的热流是线性和一维的。辅助加热器之后是散热器，散热器与辅助加热器接触良好，以确保散热并改善控制。材料的导热系数可以通过测量添加到热板上的能量、温度梯度和两个样品的厚度来计算。热板法直接测量隔热材料和建筑材料的导热系数和热阻。导热系数范围为0.0015至0.8 W/m·K，应用领域包括纤维板、矿棉、泡沫塑料、真空保温板、复合板、木材等材料。

3、导热系数测量动态法

动态法是最近几十年内开发的新方法，用于研究高导热系数材料，或在高温度条件下进行测量。工作原理是：提供样品一固定功率的热源，记录样品本身温度随时间的变化情形，由时间与温度变化的关系求得样品的热传导系数、热扩散系数和热容。

适合于测量高导热系数材料或在高温条件下的测量。适用于金属、石墨烯、合金、陶瓷、粉末、纤维等同质均匀的材料。

3.1 导热系数测量热线法

热线法是应用比较多的方法，是在样品(通常为大的块状样品)中插入一根热线。测试时，在热线上施加一个恒定的加热功率，使其温度上升。测量热线本身或平行于热线的一定距离上的温度随时间上升的关系。由于被测材料的导热性能决定这一关系，由此可得到材料的导热系数。这种方法测量时间比较短，所测量材料的导热系数范围一般是 0.1W/mK 到几十。

3.2 导热系数测量激光闪射法

激光闪射法的测量范围很宽，激光闪光法测量材料导热系数的原理是根据导热系数K与热扩散系数a、比热容cp和体积密度ρ三者之间的关系:

首先测出试样的体积密度ρ, 然后分别或者同时测量出材料的热扩散系数a和比热容cp , 则可计算出材料的导热系数。

导热系数范围：0.1~2000W/m·K

测试温度：RT to 1000°C

测试类别：铜箔、铁片、铝片、石墨烯、合金、塑料、陶瓷、橡胶、多层复合材料、粉末、纤维(需压片)等各向同性、均质、不透光的材料。

导热系数测量参考标准

ASTM C518-10: Standard Test Method for Steady-State Thermal Transmission Properties by Means of the Heat Flow Meter Apparatus.

ASTM C177 – 13:Standard Test Method for Steady-State Heat Flux Measurements and Thermal Transmission Properties by Means of the Guarded-Hot-Plate Apparatus.

ASTM E1461-2013:Test method for thermal diffusivity by the flash method.

CPCA 4105-2010: Metal base copper clad laminate for printed circuits.

ASTM D5470-2012: Standard Test Method for Thermal Transmission Properties of Thermally Conductive Electrical Insulation Materials

免责声明：部分文章整合自网络，因内容庞杂无法联系到全部作者，如有侵权，请联系删除，我们会在第一时间予以答复，万分感谢。

关于导热系数，今天就分享到这里。如果内容对你有帮助，希望大家不要吝啬点个赞哦，我们会继续给大家输出更多优质内容~

最后，祝大家科研顺利！如果你想了解更多关于导热系数的干货，可以扫码关注下哦~

导热系数常见测量方法相关推荐

差分探头差分信号的常见测量方法-Pintech品致
探头有很多种,差分探头在开关电源中的应用非常普遍,差分探头差分信号的常用测量方法如下: 有三种常用的测量方法: 第一种是使用两个探头进行两个单端测量:这是一种常见的方法,也是最不希望进行差异测量的方法 ...
界面热阻和导热系数的测量方法
界面热阻的组成界面热阻由导热热阻和接触热阻构成界面热阻.导热系数的测试原理和方法界面热阻的测量非常简单,目前业内常用于热阻测试的标准为ASTM D5470,根据上面提到的傅里叶公式Rimp=(T ...
示波器探头基础入门指南
示波器探头是示波器使用过程中不可或缺的一部分,它主要是作为承载信号传输的链路,将待测信号完整可靠的传输至示波器,以进一步进行测量分析.很多工程师很看重示波器的选择,却容易忽略对示波器探头的甄别.试想如 ...
眼动研究论文如何写？
关注"心仪脑"查看更多脑科学知识的分享. 关键词:学术写作.眼动.论文.行文指南说起眼动大家肯定都不陌生,但是也会有些新研究者对眼动的了解不够深入.眼动追踪研究是一种丰富的实 ...
ftp连接时不是私密连接_远程治疗似乎不那么私密时
ftp连接时不是私密连接 As our lives become increasingly remote, it's worth considering the cost of convenienc ...
常见软包电池厚度尺寸测量方法对比
软包电池是一种相比较于圆柱电池和方形电池两种硬壳电池的存在,它的外壳一般是铝塑复合膜,而方形电池.圆柱电池则是采用密封的硬体外壳包装,它们积攒的热量很难释放,一旦电池内部的压力较大时,会容易引起爆炸, ...
12_信息熵，信息熵公式，信息增益，决策树、常见决策树使用的算法、决策树的流程、决策树API、决策树案例、随机森林、随机森林的构建过程、随机森林API、随机森林的优缺点、随机森林案例
1 信息熵以下来自:https://www.zhihu.com/question/22178202/answer/161732605 1.2 信息熵的公式先抛出信息熵公式如下: 1.2 信息熵信 ...
普通平键的主要尺寸有_艾创米：解密指纹锁锁体尺寸测量方法
生活中常有看到邻居家安装了指纹锁,但是你可以知道这些?指纹锁在生产时,除了满足国家标准之外,还要符合国内防盗门实际情况,有着比较严格的尺寸标准限定,指纹锁尺寸,通常是指指纹锁锁体的标准尺寸技术指标. ...
电脑常见故障排除_中央空调常见故障解析
一.中央空调故障解析与维修 1.机器露点温度正常或偏低,室内降温慢产生原因及解决方法 ① 送风量小于设计值,换气次数少,请检查风机型号是否符合设计要求,叶轮转向是否正确,皮带是否松弛,开大送风阀门,消 ...

导热系数常见测量方法

导热系数常见测量方法相关推荐

最新文章

热门文章