導(dǎo)熱系數(shù)法

常用的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試方法有：熱流計(jì)法、防護(hù)熱板法、圓管法、熱線法、閃光法:。

導(dǎo)熱系數(shù)法熱流計(jì)法

熱流計(jì)法是一種間接或相對(duì)的方法。它是測(cè)試試件的熱阻與標(biāo)準(zhǔn)試件熱阻的比值。當(dāng)熱板和冷板在恒定溫度和溫差的穩(wěn)定狀態(tài)下，熱流計(jì)裝置在熱流計(jì)中心區(qū)域和試件中心區(qū)域建立一個(gè)單向穩(wěn)定熱流密度，該熱流穿過一個(gè)（或兩個(gè)）熱流計(jì)的測(cè)量區(qū)域及一個(gè)（或兩個(gè)接近相同）試件的中間區(qū)域。

導(dǎo)熱系數(shù)法防護(hù)熱板法

防護(hù)熱板法的工作原理和熱流法相似，其測(cè)試方法是公認(rèn)的準(zhǔn)確度最高的，可用于基準(zhǔn)樣品的標(biāo)定和其他儀器的校準(zhǔn)，其實(shí)驗(yàn)裝置多采用雙試件結(jié)構(gòu)。其原理是在穩(wěn)態(tài)條件下，在具有平行表面的均勻板狀試件內(nèi)，建立類似于兩個(gè)平行的溫度均勻的平面為界的無限大平板中存在的一維的均勻熱流密度。雙試件裝置中，由兩個(gè)幾乎相同的試件組成，然后其中夾一個(gè)加熱單元，加熱單元由一個(gè)圓或方形的中間加熱器和兩塊金屬板組成。熱流量由加熱單元分別經(jīng)兩側(cè)試件傳給兩側(cè)冷卻單元。

導(dǎo)熱系數(shù)法圓管法

圓管法是根據(jù)圓筒壁一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱原理，測(cè)定單層或多層圓管絕熱結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱系數(shù)的一種方法。如果絕熱材料在管道上使用，則必須根據(jù)使用狀況用圓管法進(jìn)行測(cè)定。因?yàn)閳A管法能將絕熱材料在管道上的實(shí)際使用狀況，如絕熱材料間的縫隙及材料的彎曲等因素都反映在測(cè)試結(jié)果中。

導(dǎo)熱系數(shù)法熱線法

熱線法是應(yīng)用比較多的方法，是在樣品（通常為大的塊狀樣品）中插人一根熱線。測(cè)試時(shí)，在熱線上施加一個(gè)恒定的加熱功率，使其溫度上升。這種方法的優(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%。這種方法不僅適用于干燥材料，而且還適用于含濕材料。該法適用于導(dǎo)熱系數(shù)小于2W/mK的各向同性均質(zhì)材料導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定。

導(dǎo)熱系數(shù)法閃光法

閃光法可看作是一種絕對(duì)的試驗(yàn)方法，適用測(cè)量溫度為75~2800K，熱擴(kuò)散系數(shù)在10^-7~10^-3m²/s時(shí)的均勻各向同性固體材料。測(cè)試原理為：小的圓薄片試樣受高強(qiáng)度短時(shí)能量脈沖輻射，試樣正面吸收脈沖能量使背面溫度升高，記錄試樣背面溫度的變化。 2100433B

材料的導(dǎo)熱系數(shù)是反映材料導(dǎo)熱性能的物理量，導(dǎo)熱機(jī)理在很大程度上取決于它的微觀結(jié)構(gòu)，熱量的傳遞依靠原子、分子圍繞平衡位置的振動(dòng)以及自由電子的遷移。導(dǎo)熱系數(shù)不僅與構(gòu)成材料的物質(zhì)種類密切相關(guān)，而且與它的微觀結(jié)構(gòu)、溫度、?壓力及雜質(zhì)含量相聯(lián)系。?測(cè)量導(dǎo)熱系數(shù)的方法比較多，但可以歸并為兩類基本方法：一類是穩(wěn)態(tài)法，另一類是動(dòng)態(tài)法。用穩(wěn)態(tài)法時(shí)，先用熱源對(duì)測(cè)試樣品進(jìn)行加熱，并在樣品內(nèi)部形成穩(wěn)定的溫度分布，然后進(jìn)行測(cè)量。而在動(dòng)態(tài)法中，待測(cè)樣品中的溫度分布是隨時(shí)間變化的，例如按周期性變化等。

通常，物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)可以通過理論和實(shí)驗(yàn)兩種方式來獲得。

理論上，從物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，以量子力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)為基礎(chǔ)，通過研究物質(zhì)的導(dǎo)熱機(jī)理，建立導(dǎo)熱的物理模型，經(jīng)過復(fù)雜的數(shù)學(xué)分析和計(jì)算可以獲得導(dǎo)熱系數(shù)。但由于理論的適用性受到限制，而且隨著新材料的快速增多，人們迄今仍尚未找到足夠精確且適用于范圍廣泛的理論方程，因此對(duì)于導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法和技術(shù)的探索，仍是物質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)據(jù)的主要來源。

導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)試分為動(dòng)態(tài)法和穩(wěn)態(tài)法，穩(wěn)態(tài)法又分為熱流計(jì)法和防護(hù)熱板法?？紤]到儀器精度以及控溫范圍，參照GB/T10294-2008標(biāo)準(zhǔn)，采用防護(hù)熱板法進(jìn)行測(cè)試。

實(shí)驗(yàn)儀器如圖1所示，包括主體、冷熱源控制系統(tǒng)和智能測(cè)量?jī)x3部分。

主體由熱板、冷板和試件夾緊系統(tǒng)組成。熱板包括主加熱板、護(hù)加熱板以及背護(hù)加熱板3個(gè)主要部分。主加熱板和護(hù)加熱板由電阻加熱器及智能測(cè)量?jī)x控溫，背護(hù)加熱板由精密恒溫水槽控溫，使3塊加熱板的溫度保持一致。冷板由鋁板、半導(dǎo)體制冷體和冷卻水套組成，可精確控制冷板溫度在設(shè)定值。智能測(cè)量?jī)x用于整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的溫度測(cè)量及控制，以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的測(cè)試。

每種材料各制備3~6個(gè)尺寸為30cm×30cm×3~5cm的試件，在不同溫度和含濕量下對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行12~35次測(cè)試。測(cè)試前先將試件培養(yǎng)至不同的含濕量，然后將試件的各面用4層塑料薄膜包裹起來。薄膜的水蒸氣滲透阻Sd > 1.5m，可視為不透氣。其厚度和熱阻分別為0.0225mm和0.000537m²K/W，均可以忽略。

2020年3月31日，《超薄玻璃導(dǎo)熱系數(shù)試驗(yàn)方法―熱流法》發(fā)布。

2021年2月1日，《超薄玻璃導(dǎo)熱系數(shù)試驗(yàn)方法―熱流法》實(shí)施。

2020年3月31日，《超薄玻璃導(dǎo)熱系數(shù)試驗(yàn)方法—熱流法》發(fā)布。

2021年2月1日，《超薄玻璃導(dǎo)熱系數(shù)試驗(yàn)方法—熱流法》實(shí)施。