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导热系数测量常见的几种测量方法

发布时间:2020-11-02浏览:904次

   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。导热系数测量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。

  目前导热系数测量方法分为稳态法和非稳态法两大类,下面我们来说说稳定法中的具体方法及原理。
  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。
  1.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.动态法
  动态法是新开发的方法,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。

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