导热系数测量方法及区别-欧洲杯买球app

 导热系数的测量方法很多，根据不同的测量对象和测量范围有各种适用的方法，在产品测量实践的过程中主要可以分为稳态法和非稳态法两大类，两种测量方法针对不同类型的产品具有各自不同的测试原理和优势。

1、动态法

动态法是最近几十年内新开发的测量方法，用于研究高导热系数材料或在高温度条件下进行测量。

其工作原理是：提供样品一固定功率的热源，记录样品本身温度随时间的变化情形，由时间与温度变化的关系求得样品的热传导系数、热扩散系数和热容。适合于测量高导热系数材料或在高温条件下的测量。适用于金属、石墨烯、合金、陶瓷、粉末、纤维等同质均匀的材料。

（1）激光闪射法

激光闪射法的测量范围很宽，激光闪光法测量材料导热系数的原理是根据导热系数k与热扩散系数a、比热容cp和体积密度ρ三者之间的关系:

首先测出试样的体积密度ρ, 然后分别或者同时测量出材料的热扩散系数a和比热容cp , 则可计算出材料的导热系数。

测试类别：铜箔、铁片、铝片、石墨烯、合金、塑料、陶瓷、橡胶、多层复合材料、粉末、纤维（需压片）等各向同性、均质、不透光的材料。

（2）瞬态热线法

瞬态热线法是应用比较多的方法，是在样品（通常为大的块状样品）中放入一根热线。测试时，在热线上施加一个恒定的加热功率，使其温度上升。测量热线本身或平行于热线的一定距离上的温度随时间上升的关系。由于被测材料的导热性能决定这一关系，由此可得到材料的导热系数。这种方法测量时间比较短，所测量材料的导热系数范围一般是 0.1w/mk 到几十之间。

现在研究较多的是瞬态热线法，因为理论上来讲，热线法是固体、液体、气体的导热系数都是可以测量的，是现在国际导热系数研究领域内公认的最好的测试方法。但是真正能把热线法做好也是很不容易的，需要特别专业的科研人员花很长时间研究，如果只是照着一些国内或国际标准做出来的仪器，也是会有很多问题的。

2、稳态法

稳态法是一种基准方法，最开始是用于检测其他方法精度的依据。但是实际上，稳态法能准确测量的影响因素太多，而且操作不方便，需要操作人员具有比较强的专业知识，所以现在连国外基本都不用稳态法了，改而研究瞬态法。国内市场上现有的仪器恐怕多少都会有些技术上的问题是没有解决的，所以精度和稳定性方面还会有些问题。但是稳态法是经典的保温材料的导热系数测定方法，至今仍受到广泛应用。其原理是利用稳定传热过程中，传热速率等于散热速率的平衡状态，根据傅里叶一维稳态热传导模型，由通过试样的热流密度、两侧温差和厚度，计算得到导热系数。稳态法适合在中等温度下测量的导热系数材料。适用于岩土、塑料、橡胶、玻璃、绝热保温材料等低导热系数材料。

（1）热流计法

热流计法是一种比较法，是用校正过的热流传感器测量通过样品的热流，得到的是导热系数的绝对值。测量时，将厚度一定的样品**于两个平板间，设置一定的温度梯度。使用校正过的热流传感器测量通过样品的热流，传感器在平板与样品之间和样品接触。测量样品的厚度、上下板间的温度梯度及通过样品的热流便可计算试样的导热系数。热流法测试材料的导热系数范围比较窄（0.015-5w/m·k），温度范围为热板90℃，冷板0℃～70℃。

（2） 护热平板法

护热平板法其工作原理和热流法相似。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。测量过程中，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，散热器和辅助加热器接触良好，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的厚度，便能够算出材料的导热系数。护热平板法是直接测量绝热材料和建筑材料的导热系数与热阻，导热系数范围：0.0015～0.8 w/m·k，应用领域包括：纤维板、矿棉、泡沫塑料、真空绝热板、复合板，木材等材料。