1、导热系数测定 三 导热系数测定 当接触的物体之间或物体内部有温度梯度存在时 就有热量从高温处传递到低温处 这种现象称为热传导 热传导是热交换的三种 热传导 对流和辐射 基本形式之一 导热系数定义 单位面积 单位厚度的试样在温差为1K时 单位时间内通过的热量即导热系数 单位是W m K 导热系数 又称导热率 是反映材料热传导能力的重要物理量 三 导热系数测定方法 保护热板法实验原理 保护热板法实验原理 样品放置在主热板和辅助热板之间 仪器控制辅助热板的温度 并保持主热板和保护热板处于更高的温度 保护热板围绕主热板 以减小侧面的热流量 外部的保护提供辅助性的隔热 热板周围的保护加热器与样品的放置方
2、式确保从热板到辅助加热器的热流是线性的 一维的 测量通过样品的温度差及两片样品的厚度 测量加到热板上的能量即是通过样品的热流量 主热板的板面积 便能够计算出材料的导热系数 保护热板法实验原理 热源位于同一材料的两块样品中间 使用两块样品是为了获得向上与向下方向对称的热流 并使加热器的能量被测试样品完全吸收 精确设定输入到热板上的能量 通过调整输入到辅助加热器上的能量 对热源与辅助板之间的测量温度和温度梯度进行调整 热板周围的保护加热器与样品的放置方式确保从热板到辅助加热器的热流是线性的 一维的 辅助加热器后是散热器和辅助加热器 确保热量的移除与改善控制 测量加到热板上的能量 温度梯度及两片样品
3、的厚度 便能够算出材料的导热系数 保护热板法比热流法的优点是温度范围宽 180 650 与量程广 最高可达2W m K 此外 保护热板法使用得是绝对法 无需对测量单元进行标定 热线法原理示意图 热线法是一种广泛使用的测定不良导体导热系数的方法 例如测量非金属固体材料导热系数原理 在匀质均温的物体内部放置一电阻丝 即热线 对其以恒定功率加热时 热线及其附近试样的温度将随时间变化 根据时间与温度的变化关系 可以确定该试样的导热系数 试样 热线 热导率测量的影响因素 试样含水量含水 湿 量大 热导率高测试环境温度环境温度低 热板的热损失大 误差大 试样尺寸试样面积要大于热板 小于或接近于热板大小时 边缘热损失大 热导率偏大 试样厚度不能小于5mm 太薄易造成热通道 太厚 热导率偏大
