如何選用合適的導熱係數測試方法？| 一文瞭解材料導熱係數測定

導熱係數是材料本身一項重要參數，可以通過儀器精確測量獲得，以此來區分哪些材料是導熱材料，哪些材料是絕熱材料。材料導熱性能的精確測定對於環境工程、建築工程、節能保溫工程、教研都有重要意義。南京睿督公司分享各種方法的導熱係數檢測主要特點，如何選用合適的導熱係數測試方法。

Q：什麼是材料的導熱性能？

A：導熱性能是材料傳遞熱量的能力，用導熱係數表示。導熱係數的物理意義為：在穩定傳熱條件下，當材料層單位厚度內的溫差為1℃時，在1h內通過1m2表面積的熱量，單位是W/m·K。材料導熱係數越大，導熱性能越好。

Q：影響材料的導熱性能因素有哪些？

A：材料本身的組成是影響導熱係數最重要的因素，金屬材料的導熱係數最大，無機非金屬材料導熱係數次之，有機材料的導熱係數最小。除此以外，材料的微觀結構、孔隙率、孔隙特徵和含水率對等因素對導熱係數也有影響。

Q：什麼是絕熱材料？

A：土木工程中用於保溫、隔熱的材料統稱為絕熱材料，通常把導熱係數小於0.23W/(m·K)的材料稱為絕熱材料。如：岩棉、泡沫玻璃等。

Q：材料導熱係數的測試方法有哪些？

A：根據導熱過程的宏觀機理可分為穩態法和瞬態法，常規的熱流計法，防護熱板法等屬於穩態法；鐳射閃射法，熱線法和平面熱源法等都在瞬態法的範疇之內。

現在，我們就具體瞭解各種方法的導熱係數檢測主要特點，如何選用合適的導熱係數測試方法。

穩態法之一：熱流計法

測試原理：當熱板和冷板在恒定溫度和恒定溫差的溫度狀態下，用已標定的熱流感測器測量穿過樣品的熱流，在達到熱平衡後，測得最終的資料。

本方法是間接或相對的方法，原理簡答清晰，精確度高。

穩態法之二：防護熱板法

防護熱板法測定原理和熱流計相似，在具有平行表面的均勻板狀試件內，建立類似於以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。

本方法是絕對法或仲裁法，是目前公認準確度最高的方法。

瞬態法之一：鐳射閃射法

測試原理：在一定的設定溫度下，由鐳射源在瞬間發射一束光脈衝，均勻照射在樣品下表面，使其表層吸收光能後溫度暫態升高，並作為熱端將能量以一維熱傳導方式向冷端傳播。通過溫度升高對時間的關係曲線即可得到熱擴散係數。在已知設定溫度下的熱擴散係數、比熱與密度便可計算得出此溫度下的導熱係數。

本方法是熱擴散係數的絕對法。

瞬態法之二：熱線法

測試原理：在勻溫的各向同性均質試樣中放置一根電阻絲，即所謂的“熱線”，當熱線以恒定功率放熱時，熱線和其附近試樣的溫度將會隨時間升高。根據其溫度隨時間變化的關係，可確定試樣的導熱係數。

本方法是應用比較多的方法。

瞬態法之三：平面熱源法

測試原理：利用線性溫度電阻係數的材料-鎳導電金屬經刻蝕處理後形成的薄片作為平面探頭。測試時探頭夾在兩片樣品之間，形成三明治結構。該探頭在有效的測試時間內產生2-5K溫升，其熱流會傳導入被測樣品內部。通過探頭兩端電壓的變化，可以得到探頭熱量散失速度。通過探頭熱量散失速度與導熱係數和熱擴散係數的關係，可以得到被測樣品的導熱係數及熱擴散係數。

特點是測試簡單，測試速率快。

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 來源：防火網　發布時間：2/8/2023 點擊次數：424