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　　項目簡介

　　熱導率，又稱導熱系數，反映物質的熱傳導能力，按傅立葉定律(見熱傳導)，其定義為單位溫度梯度(在1m長度內溫度降低1K)在單位時間內經單位導熱面所傳遞的熱量。熱導率λ很大的物體是優(yōu)良的熱導體;而熱導率小的是熱的不良導體或為熱絕緣體。λ值受溫度影響，隨溫度增高而稍有增加。

　　常見項目

　　激光導熱：直接測試的是材料的熱擴散系數，其基本原理是在爐體控制的一定溫度下，由激光源發(fā)射光脈沖均勻照射在樣品下表面，使試樣均勻加熱，通過紅外檢測器測量樣品上表面相應溫升過程，得到溫度(檢測器信號)升高和時間的關系曲線，使用合適的模型擬合，得到熱擴散系數;通過標樣參比測試，可獲得比熱容數據，最終由公式(熱導率=熱擴散系數×比熱容×密度)計算可得熱導率數據。

　　熱流計法導熱：一種基于一維穩(wěn)態(tài)導熱原理的比較法。將厚度一定的方形樣品插入兩個平板間，在其垂直方向通入一個恒定的單向的熱流，使用校正過的熱流傳感器測量通過樣品的熱流，傳感器在平板與樣品之間和樣品接觸。當冷板和熱板的溫度穩(wěn)定后， 測得樣品厚度、樣品上下表面的溫度和通過樣品的熱流量，根據傅立葉定律即可確定樣品的導熱系數。

　　薄膜徑向/厚度方向導熱：采用的也是激光法測試，作為加熱源的氙燈發(fā)射一束脈沖，打在樣品的下表面，由紅外探測器測量樣品上表面的相應溫升，并由軟件計算出樣品的熱擴散系數。特點：減少潛在的表面熱阻，使得結果更為精確。

　　Hotdisk導熱：HotDisk瞬態(tài)平面熱源法的特點是測試便捷，只需要簡單地將一個HotDisk探頭固定在兩塊固體樣品之間，探頭同時作為熱源和溫度傳感器，在試樣和探頭溫度恒定后，測試過程迅速。而對于液體、凝膠和粉末樣品，測試時只需將?HotDisk探頭簡單地插到材料中。

　　TPS導熱：瞬態(tài)平面熱源法的特點是測試便捷，只需要簡單地將一個HotDisk探頭(國產版)固定在兩塊固體樣品之間，探頭同時作為熱源和溫度傳感器，在試樣和探頭溫度恒定后，測試過程迅速。而對于液體、凝膠和粉末樣品，測試時只需將?HotDisk探頭簡單地插到材料中。

　　穩(wěn)態(tài)熱流法導熱：穩(wěn)態(tài)法是經典的保溫材料的導熱系數測定方法，至今仍受到廣泛應用。其原理是利用穩(wěn)定傳熱過程中，傳熱速率等于散熱速率的平衡狀態(tài)，根據傅里葉一維穩(wěn)態(tài)熱傳導模型，由通過試樣的熱流密度、兩側溫差和厚度，計算得到導熱系數。參考測試標準：ASTM D5470熱導性電絕緣材料熱傳輸特性標準試驗方法和GB 5598-85氧化鈹瓷導熱系數測定方法。

　　護熱平板法：護熱板法導熱儀的工作原理和使用熱板與冷板的熱流法導熱儀相似，保護熱板法的測量原理如下圖所示。熱源位于同一材料的兩塊樣品中間。熱板周圍的保護加熱器與樣品的放置方式確保從熱板到輔助加熱器的熱流是線性的、一維的。當試樣上、下兩面處于不同的穩(wěn)定溫度下，測量通過試樣有效傳熱面積的熱流及試樣上、下表面的溫度及厚度，應用傅立葉導熱方程計算Tm溫度時的導熱系數。可測標準ASTM C177、GB/T10294、GB/T10801、GB/T17794、GB/T3399等;可測塑料、建筑材料、外墻保溫材料、屋面材料、熱力或空調材料、鋼構材料等。

　　纖維/多涂層等特殊材料熱導測試：諧波法微納材料熱物性測量系統(tǒng)，利用導熱絕緣薄膜封裝納米金屬帶技術，增加傳感器的重復利用性， 采用四線法進行測量，消除導線自身熱阻帶來的測量影響。 系統(tǒng)測量誤差< 8.9 %。 可測： 單根纖維、納米薄膜、納米線陣列、 功能流體、納米粉體、納米界面等傳統(tǒng)測試方法無法滿足的樣品。

　　結果展示

　　常見問題

　　1. 能否測熱障涂層熱導率?能不能測高溫熱導率?測熱導率需要滿足什么尺寸要求?

　　可以測。材料要求：最佳尺寸：直徑12.7 mm，厚度1~3mm;其他尺寸：直徑10mm，厚度1~3mm或10×10×(1~3)mm(熱擴散測試)。

　　2. 尺寸小的樣品測試有誤差?

　　樣品尺寸小，會影響數據結果;我們有直徑10mm,邊長10mm的夾具、標樣等，但是這種尺寸測出來的數據不如直徑12.7的準確，建議加工成標準的12.7mm的直徑，誤差0.1mm，除非樣品難以制備成12.7的，客戶允許存在數據誤差;

　　例如：純銅樣品，直徑是10mm的樣品，熱擴散實測值129，10*10mm的樣品，熱擴散實測值119，直徑12.7mm的樣品，熱擴散實測值114，而純銅的理論熱擴散在115-116左右，直徑12.7mm的樣品結果最接近理論值;

　　3. 測試過程中，比熱、密度會不會造成誤差?測試熱導率時比熱會有變化嗎?變化大嗎?

　　比熱是在測試過程中通過與石墨或其它材質標樣比對得到的，會存在一定的誤差，要求比較高的客戶建議用DSC測試;密度建議客戶自己提供或者通過其他更準確的方法進行測試;比熱都會隨著溫度的變化而變化,變化大小和樣品本身的性質有關;

　　4. 幾種測熱導的方法有什么區(qū)別?

　　激光熱導適合做一些高導熱系數的，厚度方向的導熱系數測試;薄膜熱導適用于薄膜材料，測水平方向的導熱系數;熱流法適用絕熱或低導熱系數的材料;

　　適用材質及樣品熱學性能要求

　　激光導熱測試適合除絕熱材料之外的大部分材料，特別適合于中高導熱系數材料的測量，比如：陶瓷、金屬、聚合物、水泥、合金等材料等;

　　注意：樣品變溫測試，必須保證樣品性能穩(wěn)定，不能發(fā)生軟化、開裂或分解出還原性氣體等，輕則數據異常，重則損壞儀器，請知悉;

　　5. 塊體材料密度是指的真密度還是堆積密度?粉末樣品是壓片后密度還是壓片前密度?

　　答：(1)塊體材料真密度并不準確，如海綿這種有孔材料，表觀密度(可通過排液法測量)更符合要求，而堆積密度是針對顆粒物的;(2)粉末樣品用壓片處理后的密度。

　　6. 樣品比熱測試問題?

　　比熱是測試過程中，通過樣品與石墨或其它標樣參比得到的，會有誤差，大部分客戶要求不高，如果對數據要求比較高的，建議提供實際比熱值或者使用DSC通過與藍寶石比對進行測試;

　　LFA測比熱難點(最大誤差因素)：在樣品理想、標樣合適的情況下，如何保證表面涂覆的穩(wěn)定性，既不能太厚(以免對高導熱材料降低熱擴散系數)，又要充分均勻遮覆，并保證標樣與各樣品在涂層質量上的一致性，是最大的難點;

　　7. 熱導率不符合預期的問題?

　　熱導率=熱擴散系數α×比熱容Cp×密度ρ計算所得，激光導熱本身測試最精確的則是熱擴散系數，比熱容數據是最大的不確定度，建議填寫需求單時，盡量填寫熱擴散系數(實驗室會根據范圍選擇合適的標樣，激光法可能在 5%-8%偏差，當標樣無法匹配樣品材質時，比熱誤差增大)，以此降低比熱容的參比偏差;如若需要較為精確的比熱容，建議提供實際比熱值或者使用DSC(±2.5%偏差)通過與藍寶石比對進行測試;

　　8. 薄膜導熱測試原理、測試方向及適用樣品是什么?

　　薄膜導熱測試采用激光法，測試薄膜水平方向的導熱系數，主要用于高導熱系數的材料，如石墨等;

　　9. 薄膜導熱主要得到的數據是?

　　主要是得到熱擴散系數，同時采用DSC測試薄膜樣品的比熱容，自行提供密度，計算出熱導率。

　　10. 非穩(wěn)態(tài)導熱系數測試方法有哪些?

　　非穩(wěn)態(tài)導熱系數測試方法主要有：熱線法，瞬態(tài)熱帶法及瞬態(tài)板熱源法。

　　熱線法及其隨后發(fā)展的探針法主要用來測量松散介質的導熱系數，不適于測量大塊固體和液體介質，并且測量存在一定的誤差，測量結果受接觸熱阻影響;

　　熱帶法是基于熱線法發(fā)展起來的測試方法，其原理和熱線法基本相同，只是將線熱源壓扁成帶狀從而擴大熱源和介質的接觸面積，減少接觸熱阻;

　　瞬態(tài)板熱源法在熱帶法和熱線法的基礎上進一步發(fā)展，將原本拉直的熱源彎曲成螺旋狀，形成平面板熱源，在更小的空間內獲得更大的接觸面，并且采用新的數學模型來描述熱傳輸過程。Hotdisk導熱測試儀就是基于瞬態(tài)板熱源法的導熱系數測試儀;

　　11. Hotdisk測試溫度范圍及氣氛是?樣品厚度對測試結果有影響嗎?兩塊樣品尺寸不一致，對結果影響大嗎?

　　可測-40℃-1000℃，氮氣氣氛(除室溫外);

　　樣品厚度對結果是有影響的，一般我們要求樣品厚度≥5mm，熱導率大些的材料要求更厚一些，厚度大的結果可靠性更高;

　　兩塊樣品尺寸不一致會有影響，尺寸相差越大，結果可靠性越低，建議尺寸保持一致，尺寸誤差在1mm范圍內。

　　12. Hotdisk可測試帶水的樣品嗎?

　　稍微含有一點水分的樣品可測試，不能測試滴水的樣品，否則損壞探頭。

　　13. 可以測納米或者微米級別厚度的涂層+基底的樣品嗎，只需要涂層的熱導率

　　答：是可以得到單獨的涂層熱導率，需將基底進行沉積絕緣處理，然后采用3w諧波法進行測試。