導熱系數(shù)怎么測具體方法介紹

導熱系數(shù)的定義是：在穩(wěn)定傳熱條件下，1m厚的材料，兩側(cè)表面的溫差為1度（K，℃），在1秒內(nèi)（1s），通過1平方米面積傳遞的熱量，單位為瓦/米·度（W/(m·K)，此處為K可用℃代替）。

導熱材料應用比較普遍。導熱系數(shù)是表征導熱材料性能，優(yōu)劣重要的參數(shù)之一，也是使用者最為關注的技術(shù)指標。

材料的導熱系數(shù)不僅與材料的物質(zhì)種類有關，而且與它的微觀結(jié)構(gòu)、填料含量等有密切聯(lián)系。在科學實驗和工程設計中，所用材料的導熱系數(shù)都需要用實驗的方法精確測定。導熱系數(shù)的測定方法發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)有了許多種，它們有不同的適用領域、測量范圍、精度、準確度和試樣尺寸要求等，不同方法對同一樣品的測量結(jié)果可能會有較大的差別，因此選擇合適的測試方法是首要的。

目前導熱系數(shù)的測定方法分為穩(wěn)態(tài)法和非穩(wěn)態(tài)法兩大類，具有各自不同的測試原理。在導熱硅膠行業(yè)中，常見的測試方法是穩(wěn)態(tài)熱板法（參照標準：ASTM D5470），瞬態(tài)平面熱源法（參照標準：ISO 22007-2）。

下文將為大家介紹上述兩種測試方法以及使用的測試儀器。

一、ASTM D5470

薄型導熱固態(tài)電絕緣材料熱傳輸特性的標準測試方法

該方法采用的是通常所說的穩(wěn)態(tài)熱流法，其測試原理是將一定厚度的樣品置于上下兩個平板間，對樣品施加一定的熱流量和壓力，使用熱流傳感器測量通過樣品的熱流、測試樣品的厚度、熱板/冷板間的溫度梯度，然后得出不同厚度下對應的熱阻數(shù)據(jù)作直線擬合得出樣品的導熱系數(shù)。

這種方法的優(yōu)點是：

①可以測試產(chǎn)品的熱阻與導熱系數(shù)；

②特別適合模擬產(chǎn)品在實際工況下的使用狀態(tài)。

缺點是：

①對產(chǎn)品的厚度有一定要求；

②接觸熱阻會影響測試結(jié)果；

③為了到達穩(wěn)態(tài)，測試所需時間較長。

穩(wěn)態(tài)熱板法原理圖

傅里葉定律：

熱阻：

導熱系數(shù)：

常用的測試設備如下：

DRL-II型導熱系數(shù)測試儀（圖）

DRL-III型導熱系數(shù)測試儀（圖）

LW-9389型界面材料熱阻及熱傳導系數(shù)儀（圖）

二、ISO 22007-2-2008 塑料

熱傳導率和熱擴散率的測定

瞬態(tài)平面熱源法(TPS)是目前研究材料導熱性能的方法中最方便、精確的一種，由熱線法改進而來。這種方法采用一個瞬間熱平面探頭（Hot Disk探頭），我們也將其稱之為Hot Disk法。Hot Disk探頭由熱阻性材料鎳制成，包覆有絕緣材料（聚酰亞胺，云母等），探頭帶自加熱功能。

這種方法的原理是，將帶有自加熱功能的溫度探頭放置于樣品中，測試時在探頭上施加一個恒定的加熱功率，使其溫度上升。鎳的熱電阻系數(shù)—溫度和電阻的關系呈線性關系，即可通過了解電阻的變化可以知道熱量的損失，從而反映樣品的導熱性能。然后測量探頭本身和與探頭相隔一定距離的圓球面上的溫度隨時間上升的關系，通過數(shù)學模型擬合同時得到樣品的導熱系數(shù)和熱擴散系數(shù)。

圖 包覆聚酰亞胺的Hot Disk 探頭

Hot Disk 固體樣品放置示意圖

這種方法的優(yōu)點是：

①能夠同時測量熱導率、熱擴散率以及單位體積的熱容；

②測試范圍廣(0.005～500W/m·K)、精度高(±3%)、重復性好(±1%)、測量時間短(單次測量3~5min)和操作簡便；

③可測試的樣品種類多(液體、粉末、凝膠、高分子、復合材料等)；

④不受接觸熱阻的影響，其測試結(jié)果更貼近于材料本身的導熱系數(shù)。

缺點是此方法適用于測均質(zhì)材料的導熱系數(shù)，不適合用于測各向異性材料(如石墨片)。

典型的測試設備是瑞典的Hot Disk導熱測試儀

圖 Hot Disk導熱測試儀

導熱系數(shù)是材料本身的參數(shù)，與形狀大小無關。目前已有大量的導熱測試方法，但沒有任何一種方法能適用于所有產(chǎn)品、所有場合。產(chǎn)品品特性、測試標準、測試環(huán)境等都會對導熱系數(shù)的結(jié)果產(chǎn)生影響。材料的導熱系數(shù)不能用不同測試方法得到的數(shù)據(jù)進行對比。要得到準確和有參考意義的結(jié)果，必須選擇合適的測試方法進行測量。

最后附上我們整理的一些測試導熱系數(shù)的標準方法：

1、瞬態(tài)法

GJB1201.1-1991 固體材料高溫熱擴散率試驗方法 激光脈沖法

GB/T5990-2006 耐火材料 導熱系數(shù)試驗方法 熱線法

GBT 10297-1998非金屬固體材料導熱系數(shù)測定方法

GBT22588-2008 閃光法測量熱擴散系數(shù)或?qū)嵯禂?shù)

ASTMC714-05 熱脈沖法測量碳和石墨熱擴散率標準試驗方法

ASTMC5334-00 熱探針法確定土壤和軟巖石導熱系數(shù)的的標準測試方法

ASTM D5930-01 采用瞬態(tài)線熱源技術(shù)確定塑料導熱系數(shù)的標準測試方法

ISO 13826-2013 金屬及其他無機涂層-通過激光脈沖法測定熱噴涂陶瓷涂層的熱擴散率

ISO-DIS 18555 2014 金屬和其它無機涂層——熱障涂層熱導率的測定

ISO-FDIS18755-2004 精制陶瓷（先進陶瓷、先進技術(shù)陶瓷）——采用激光閃光法測定陶瓷片熱擴散率

ISO 22007-2-2008 塑料.熱傳導率和熱擴散率的測定.第2部分 瞬態(tài)平面熱源法

2、準穩(wěn)態(tài)法

ASTME2584-07 用熱容量熱計（插片式）測量材料熱導率標準實施規(guī)程

3、穩(wěn)態(tài)法

GB/T 3651-2008 金屬高溫導熱系數(shù)測量方法

GB/T8722-2008 石墨材料中溫導熱系數(shù)測定方法

GB/T 10294-2008 絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關特性的測定——防護熱板法

GB/T10295-2008 絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關特性的測定——熱流計法

GB/T 10296-2008 絕熱層穩(wěn)態(tài)傳熱性質(zhì)的測定——圓管法

GB/T 17357-2008 設備及管道絕熱層表面熱損失現(xiàn)場測定——熱流計法

YBT4130-2005 耐火材料導熱系數(shù)試驗方法 水流量平板法

ASTM C177-10 用護熱板法儀器測定穩(wěn)態(tài)熱流和傳熱性能的標準測試方法

ASTMC182-1998 隔熱耐火磚導熱系數(shù)標準測試方法

ASTM C201-1998 耐火材料導熱系數(shù)標準測試方法

ASTMC202-1998 耐火磚導熱系數(shù)標準測試方法

ASTM C335-05a 臥式隔熱管穩(wěn)態(tài)傳熱特性標準測試方法

ASTMC518-04 用熱流計裝置的穩(wěn)態(tài)熱傳輸性能標準測試方法

ASTMC680-08 采用計算機程序估算板狀、柱狀和球狀系統(tǒng)表面溫度和熱量增減的標準操作規(guī)范

ASTM C687-07 酥松填充式建筑隔熱材料熱阻測量的標準操作規(guī)范

ASTM C1043-06 防護熱板法設計中采用環(huán)形線加熱源標準操作規(guī)范

ASTM C1044-07 在單試樣模式中采用保護熱板裝置或薄加熱器裝置的標準操作規(guī)范

ASTM C1113-2004 熱線法（鉑電阻溫度計技術(shù)）耐火材料導熱系數(shù)標準測試方法

ASTMC1114-06 用薄加熱器裝置的穩(wěn)態(tài)熱傳輸性能標準測試方法

ASTM D5470-2012 薄型導熱固態(tài)電絕緣材料熱傳輸特性的標準測試方法

ASTMD6744-01 采用保護熱流計技術(shù)測定陽極碳熱導率標準試驗方法

ASTM E1225-04 采用保護比較式縱向熱流技術(shù)測定固體熱導率標準試驗方法

ASTM E1530-06 采用防護熱流計技術(shù)評價材料熱阻的標準測試方法

ASTM F433-02 墊片類材料熱導率評價標準規(guī)程

鑠思百檢測動態(tài)

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武漢鑠思百檢測，是華中地區(qū)專業(yè)的第三方檢測平臺，提供材料檢測服務，常規(guī)測試3-5個工作日出檢測結(jié)果，鑠思百檢測專業(yè)的實驗室儀器，專業(yè)科研團隊碩博測試工程師90%，鑠思百檢測，堅持“恪守信譽、質(zhì)量第一、客戶第一”

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o測試委托單

測試流程

1、客戶提出測試要求（在線預約）

2、細節(jié)溝通（聯(lián)系在線QQ）

3、下載填寫測試委托單

4、測試委托單和樣品郵寄

5、聯(lián)系客服付款

6、安心等待

7、接受數(shù)據(jù)發(fā)票

8、后期服務

以上是對于測試的相關介紹，如有其它檢測需求可以咨詢實驗室工程師，為您一對一服務。

溫習提示

1、不定期推出各種優(yōu)惠活動，詳情通過電話、在線客服確認測試條件、檢測費用、檢測周期等。

檢測咨詢熱線：15071040697   黃工   QQ：82187958

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