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材料导热系数测试仪介绍

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作者:新萄京现代文学    来源:未知    发布时间:2019-12-18 21:54    浏览量:

浅谈材料热扩散率的非稳态测量与应用论文

新萄京棋牌手下载2016,材料导热系数测试仪 型号:HAD-DRX-RW该导热系数仪基于纵向热流技术,具有方便、快捷、精确的特点,可用来测量各种不同类型材料的热导率、热扩散率以及热熔,适用的热导系数范围0.5-100W/MK之间适用样品类型:固体、粉末、涂层、薄膜、液体、各向异性材料等多种不同形式材料。参照标准GB5598-85,GB11205-89.MIL-I-49456A,ASTMD 5470-06等.绝缘片材,导热树脂,热导玻纤等。液体需要特定装置技术参数:1.导热系数范围:0.5-100W/MK,精度3%,精度≤±3%,重复性≤±1%2.可实现对比热分析测定,热扩散系数分析测试,3.热扩散率测量精度:5%;.比热测量精度:7%4.测量温度范围20-300℃。(可根据客户要求做)5.要求配有完整的测试系统及软件平台。6.操作采用全自动热分析测试软件,快速准确对样品进行试验过程参数分析和报告输出。7. 可配接不同的接头满足多种环境下的检测。8.固体样品要求在直径15新萄京棋牌个人中心,~50mm,厚度在1新萄京娱乐手机版,~50mm。主要配置:1.测试主机 一台2.测试软件 一套

时间:2018-10-08 09:00点击: 次来源:网络作者:佚名评论:- 小 + 大

热扩散率作为材料热物性的一个重要参数,它表征物体在加热或者冷却的过程中,各部分温度趋于一致的能力,即在导热过程中,反映温度变化速度的物理量。非稳态测试主要优点在于测试温度宽,测试速度快且误差小,并能够同时测量多个热物性参数,在航天等重要国防领域中,应用十分广泛。热扩散率的测量方法主要分为周期热流法和瞬态热流法两大类。相比较于周期热流法,瞬态热流法在近几年中的应用较为广泛,包括了激光光热法,光声法,HOT DISK 法和激光脉冲法。

在本文中,将会对近年来常用的热扩散率测量方法的工作原理、特点及国内外应用装置进行具体的阐述,并阐述了本项目组在该领域的研究进展。同时,结合国内外目前对于热扩散率测试方法和装置的研究现状,对未来的发展方向进行展望。

2 周期热流法

周期热流法的测试原理是给试样提供一个周期性变化的热流,使得试样内部的各点都产生同样的周期性变化,根据试样上两点的相位差来确定试样的热扩散率。其理论公式为α = πfd22其中,f 为加热源的加热频率,d 为试样厚度,为两个测试点温度波之间的相位差。交流量热法是周期热流法中最具代表性的热扩散率测量方法,普遍应用于薄膜材料和片状材料的热扩散率测量。该方法可测量常温下厚度低至100 nm 的薄膜热扩散率,测量范围在10 - 7 ~ 10 - 3m2 /s 之间。在测试中,通过一束调制后的平行光照射在样品表面上,利用一块可移动的遮光板将样品的一部分遮住,热电偶放置在样品的阴影区,通过移动遮光板可以测出当光强不同时,热电偶处温度的相位 变化,从而计算出试样的热扩散率α = ω2d ln | Tα = ω2d arg | T其中, ln | T | 为x 处温度幅值的对数,arg | T | 为该处温度的相位。由于温度在试样中的传播过程中,不可避免的会产生一定的相位延迟,为了消除相位延迟对测量的影响,2009 年,Gi-Won Nam 等提出了将试样制成一个三明治结构,将3 个完全相同的试样叠放在一起,两个热电偶分别置于中间试样的上下表面,通过将上下两个试样相位相减,即可消除设备体系固有的相位延迟。次年,Anna 等对于纵向热流法进行了探讨,将试样放置于低温恒温器中,来测试温度对于热扩散率的影响,得到了在20 ~ 200 ℃的温度范围内,YAG 样品的热扩散率随温度额升高而降低的结论。2012 年,Chudzik 利用红外相机对试样表面温度的测量,通过ANSYS 仿真软件模拟出试样的温度分布,结合人工神经元智能算法,推导出热扩散率的理论模型。同年,韩国的Sungyoon Kim 等利用该方法对不同液体 的热扩散率进行了测试,精度达到8. 7%。

在国内,同样有很多学者对周期热流法测量材料热扩散率进行了深入的研究。上海大学的沈超等利用一维热波算法对薄膜材料的热扩散率进行测量,利用热波传播到薄膜表面之间的相位差,来计算薄膜的热扩散率,并通过实验验证了该方法的可行性。大连理工大学的陈海军等以及许自强等研制出薄膜热扩散率测量装置。通过对厚度为50 μm 的铜薄膜和304 不锈钢薄膜样品进行测试,得到了很好的实验效果。

综上所述,可以看出,在利用周期热流法对热扩散率进行测试时,在加热方式上,国外学者普遍倾向于利用热源对试样进行直接加热,而国内学者倾向于利用激光进行加热。在近5 年的理论研究中,周期热流法的建模倾向于智能化的方向发展,且可广泛应用于固体、液体等试样,具有公式简单,测试速度快等显着优点。而国内由于其它测量方法 的普遍应用,周期热流法则更倾向于对材料热导率进行测量。利用该方法对材料热扩散率测试的误差范围在±5%以内。

3 激光光热法

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