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導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試儀的原理主要基于穩(wěn)態(tài)法或瞬態(tài)法來測(cè)量材料的導(dǎo)熱性能，以下是詳細(xì)介紹： 穩(wěn)態(tài)法穩(wěn)態(tài)法基于傅立葉定律，在穩(wěn)態(tài)條件下，即當(dāng)試樣內(nèi)的溫度分布達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，通過測(cè)量試樣兩側(cè)的溫度差、試樣的厚度以及通過試樣的熱流量，從而計(jì)算出材料的導(dǎo)熱系數(shù)。常見方法有防護(hù)熱板法、熱流法等。 - 防護(hù)熱板法：采用雙試件的設(shè)計(jì)形式，將大小、厚度相同的樣品分別夾在冷板、熱板、冷板之間，通過電加熱在加熱板上產(chǎn)生一定數(shù)值的熱流，熱流從軸向經(jīng)過樣品達(dá)到緊貼樣品的兩個(gè)冷板上。當(dāng)冷熱板溫度維持穩(wěn)定時(shí)，根據(jù)加熱功率計(jì)算出樣品的導(dǎo)熱系數(shù)。該方法能有效減少側(cè)向熱流，確保通過樣品的熱流均勻且垂直于樣品表面，進(jìn)而更準(zhǔn)確地測(cè)量導(dǎo)熱系數(shù)。
- 熱流法：測(cè)試時(shí)將待測(cè)材料置于兩塊平板之間，平板間維持一定的溫度梯度。通過平板上兩個(gè)高精度的熱流傳感器，測(cè)量進(jìn)入與穿出材料的熱流。在系統(tǒng)達(dá)到平衡狀態(tài)的情況下，熱流功率為常數(shù)，在樣品的測(cè)量面積與厚度已知的情況下，使用傅立葉傳熱方程可以計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)。
瞬態(tài)法瞬態(tài)法通過測(cè)量材料在瞬間受熱或冷卻時(shí)的溫度變化來確定導(dǎo)熱系數(shù)，常見的有熱線法、激光閃射法等。 - 熱線法：在樣品（通常為大的塊狀樣品）中插入一根熱線，在熱線上施加一個(gè)恒定的加熱功率，使其溫度上升。熱線法測(cè)量速度快，對(duì)樣品尺寸要求不太嚴(yán)格，其優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品價(jià)格便宜。
- 激光閃射法：在一定的設(shè)定溫度下，利用激光源或閃光氙燈在瞬間發(fā)射一束光脈沖，均勻照射在樣品下表面，使其表層吸收光能后溫度瞬時(shí)升高，并作為熱端將能量以一維熱傳導(dǎo)方式向冷端（上表面）傳播。使用紅外檢測(cè)器連續(xù)測(cè)量樣品上表面中心部位的相應(yīng)溫升過程，通過分析軟件計(jì)算得到材料的熱擴(kuò)散系數(shù)，再結(jié)合樣品的比熱容、密度以及樣品厚度等參數(shù)，運(yùn)用熱擴(kuò)散率與導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)系公式計(jì)算出導(dǎo)熱系數(shù)。該方法適用于測(cè)量固體材料的導(dǎo)熱系數(shù)，尤其在測(cè)量高導(dǎo)熱材料時(shí)具有較高的精度。
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發(fā)表于 2025-5-12 08:57:26
