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使用動(dòng)態(tài)法測(cè)量導(dǎo)熱系數(shù)

時(shí)間:2010-8-20閱讀:7319
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     導(dǎo)熱系數(shù)是材料的一個(gè)重要參數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試儀常被用來(lái)衡量材料的導(dǎo)熱性能和保溫性能。

導(dǎo)熱系數(shù)的大小取決于被測(cè)物的結(jié)構(gòu)組成、平均溫度、含水率、傳熱時(shí)間、兩側(cè)溫差等諸多因素,一般要通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定方法現(xiàn)已發(fā)展了多種,它們有不同的適用領(lǐng)域、測(cè)量范圍、精度、準(zhǔn)確度和試樣尺寸要求等,不同方法對(duì)同一樣品的測(cè)量結(jié)果可能會(huì)有較大的差別,因此選擇合適的測(cè)試方法是首要的。
動(dòng)態(tài)法測(cè)量導(dǎo)熱系數(shù)
    動(dòng)態(tài)法是zui近幾十年內(nèi)開(kāi)發(fā)的新方法,用于研究高導(dǎo)熱系數(shù)材料,或在高溫度條件下進(jìn)行測(cè)量。工作原理是:提供樣品一固定功率的熱源,記錄樣品本身溫度隨時(shí)間的變化情形,由時(shí)間與溫度變化的關(guān)系求得樣品的熱傳導(dǎo)系數(shù)、熱擴(kuò)散系數(shù)和熱容。

法是應(yīng)用比較多的方法,是在樣品(通常為大的塊狀樣品)中插入一根。測(cè)試時(shí),在上施加一個(gè)恒定的加熱功率,使其溫度上升。測(cè)量本身或平行于的一定距離上的溫度隨時(shí)間上升的關(guān)系。由于被測(cè)材料的導(dǎo)熱性能決定這一關(guān)系,由此可得到材料的導(dǎo)熱系數(shù)。這種方法測(cè)量時(shí)間比較短,所測(cè)量材料的導(dǎo)熱系數(shù)范圍一般是 0.1W/mK 到幾十。優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品價(jià)格便宜,測(cè)量速度快,對(duì)樣品尺寸要求不太嚴(yán)格。缺點(diǎn)是分析誤差比較大,一般為 5~10%。
激光閃射法
激光閃射法的測(cè)量范圍很寬,但測(cè)得的是材料的熱擴(kuò)散系數(shù),還需要知道試樣的比熱和密度,才能通過(guò)計(jì)算得到導(dǎo)熱系數(shù)λ,而測(cè)定熱態(tài)下的導(dǎo)熱系數(shù)還需要膨脹系數(shù)的數(shù)值,只適用于各向同性、均質(zhì)、不透光的材料;瞬變平面熱源法是在試件上貼上探頭,通過(guò)多元函數(shù)對(duì)試樣表面溫度的響應(yīng)進(jìn)行擬合后便可計(jì)算出材料的導(dǎo)熱系數(shù),適用廣泛,快捷,但度不一定高。

動(dòng)態(tài)法中的法和激光法,雖然應(yīng)用廣、測(cè)量速度快,但是誤差高(5%),所以適合于測(cè)量高導(dǎo)熱系數(shù)材料或在高溫條件下的測(cè)量。
   除了動(dòng)態(tài)法,導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)量方法有穩(wěn)態(tài)方法。穩(wěn)態(tài)法適合在中等溫度下測(cè)量的導(dǎo)熱系數(shù)材料,其中護(hù)熱平板法度zui高,但是測(cè)量速度慢、過(guò)程較復(fù)雜、價(jià)格昂貴,熱流計(jì)法則快速、,但是測(cè)量范圍較窄。

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