導(dǎo)熱系數(shù)法導(dǎo)熱系數(shù)

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，另一類是動態(tài)法。用穩(wěn)態(tài)法時，先用熱源對測試樣品進行加熱，并在樣品內(nèi)部形成穩(wěn)定的溫度分布，然后進行測量。而在動態(tài)法中，待測樣品中的溫度分布是隨時間變化的，例如按周期性變化等。

常用的導(dǎo)熱系數(shù)測試方法有：熱流計法、防護熱板法、圓管法、熱線法、閃光法:。

導(dǎo)熱系數(shù)法熱流計法

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

導(dǎo)熱系數(shù)法防護熱板法

防護熱板法的工作原理和熱流法相似，其測試方法是公認的準確度最高的，可用于基準樣品的標(biāo)定和其他儀器的校準，其實驗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，由兩個幾乎相同的試件組成，然后其中夾一個加熱單元，加熱單元由一個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行測定。因為圓管法能將絕熱材料在管道上的實際使用狀況，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。測試時，在熱線上施加一個恒定的加熱功率，使其溫度上升。這種方法的優(yōu)點是產(chǎn)品價格便宜、測量速度快，對樣品尺寸要求不太嚴格。缺點是分析誤差比較大，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)的測定。

導(dǎo)熱系數(shù)法閃光法

閃光法可看作是一種絕對的試驗方法，適用測量溫度為75~2800K，熱擴散系數(shù)在10^-7~10^-3m²/s時的均勻各向同性固體材料。測試原理為：小的圓薄片試樣受高強度短時能量脈沖輻射，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

通常，物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)可以通過理論和實驗兩種方式來獲得。

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)計力學(xué)為基礎(chǔ)，通過研究物質(zhì)的導(dǎo)熱機理，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，因此對于導(dǎo)熱系數(shù)實驗測試方法和技術(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)的測試分為動態(tài)法和穩(wěn)態(tài)法，穩(wěn)態(tài)法又分為熱流計法和防護熱板法?？紤]到儀器精度以及控溫范圍，參照GB/T10294-2008標(biāo)準，采用防護熱板法進行測試。

實驗儀器如圖1所示，包括主體、冷熱源控制系統(tǒng)和智能測量儀3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、護加熱板以及背護加熱板3個主要部分。主加熱板和護加熱板由電阻加熱器及智能測量儀控溫，背護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。智能測量儀用于整個測試系統(tǒng)的溫度測量及控制，以實現(xiàn)全自動的測試。

每種材料各制備3~6個尺寸為30cm×30cm×3~5cm的試件，在不同溫度和含濕量下對導(dǎo)熱系數(shù)進行12~35次測試。測試前先將試件培養(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)試驗方法―熱流法》實施。

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

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