导热系数的测量方法很多,根据不同的测量对象和测量范围有各种适用的方法.从传热机理上分,包括稳态法和非稳态法;稳态法包括平板法、护板法、热流计法等;非稳态法又称为瞬态法,包括热线法、热盘法、激光法等.根据试样的形状又可以分为平板法、圆柱体法、圆球法、热线法等.还有直接法和简介法的分类,如激光法是先获得热扩散率,然后根据给定的密度和比容计算得到导热系数,而热线法和平板法是直接获得导热系数.
金属高温导热系数测定仪测试试样尺寸要求,有谁知道?
金属高温导热系数测定仪采用试样直接通电纵向热流法,测量80°~1000℃温度范围内金属无相变温度下的导热系数。
符合标准:
GB/T 3651-83《金属高温导热系数测量方法》;
GB/T 8722-88《石墨材料中温导热系数测定方法》。
试验参数:
1、导热系数测试范围:10~500W/m.K;
2、准确度:优于3%;
3、对实验温度实现可控状态下的测试,电炉高温度1350℃;
4、计量加热功率可调节±1%;
5、可抽真空度和充保护气氛;
6、电源:220V,50HZ;
7、实现计算机自动测试、自动控温,实现数据打印输出。
试样尺寸要求:
棒状试样:Ф3-5×220(mm)
丝状试样:Ф1-3×20-45(mm)
常见导热系数的测量方法
导热系数是材料传递热量能力的度量。
测量方法主要分为稳态法和瞬态法。
在稳态法中,通过热源加热样品直至形成稳定温度场,利用傅里叶定律计算导热系数。
瞬态法通过监测表面温度变化速率确定热扩散系数,进而计算导热系数。
热扩散系数是高温区热量传递至低温区速率的快慢,数值等于导热系数与体积热容之比。
傅里叶定律描述物体内热流密度与温度梯度成正比,传热方向由高温向低温,温度梯度相反。
常用稳态测量方法包括热板法、防护热板法、热流计法和防护热流计法,适用于低导热性能材料。
瞬态法如热线法、热带法、激光闪射法和瞬态板式热源法(TPS),在高导热材料和高温测量中更可靠。
热板法通过稳定一维传热过程,根据傅里叶定律计算导热系数。
防护热板法减少侧边热损失。
热流计法测量样品厚度、上下表面温度及热流量,计算导热系数。
其简单快速,适用于导热系数小于20W/(m.K)的材料,也可用于液体导热系数测定。
但对样品尺寸要求苛刻,侧面热对流和辐射损失影响测试结果。
热线法将金属线作为测试系统热源,通过金属线温度变化率计算导热系数。
优点是消除样品边界与环境热对流的影响。
热带法使用较薄金属片作为加热元件和温度传感器,适用于松散材料和非导电固体,测试结果重复性和准确性高。
激光闪射法利用激光加热,通过非线性拟合温度与时间曲线,计算材料热扩散系数和导热系数。
瞬态板式热源法(TPS)结合了以上方法的优点,采用薄膜式传感器,适用于多孔类、透明型材料测量,避免接触热阻影响,直接测量温升,简化过程并获得热物理性质参数。
瞬态板式热源法(TPS)相比其他测试方法,具有不破坏样品、测量多孔和透明材料方便、探头与样品接触热阻不影响结果、直接测量温升、可同时获得导热率、热扩散系数和体积热容参数、支持单向或双向测量以保证最高精确度等优势。
该方法适用于固体、粉末、液体、气体、薄膜以及各向异性材料的测定。