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导热系数检测 广州各种材料导热系数检测

详细了解几种常见的导热系数测量方法

前言

导热系数：物体传导热量的能力，又称为热导率，是材料的热物性参数之一，也是固体重要的热物性参数。定义为在稳定传热条件下，1米厚的材料，两侧表面的温差为1度（k，℃），在1秒钟内（1s），通过1平方米传递的热量，单位为瓦/米·度 （w/(m·k)，此处为k可用℃代替）。导热系数的测定方法现已发展了多种，它们有不同的适用领域、测量范围、精度、准确度和试样尺寸要求等，不同方法对同一样品的测量结果可能会有较大的差别，因此选择合适的测试方法是首要考虑的。 

目前导热系数的测定方法分为稳态法和瞬态法（也叫非稳态法）两大类。

稳态法

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。原理简单清晰，度高，但测量时间较长，对环境条件要求较高。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。 

目前常用的稳态法有：热流法、保护热流法和保护热板法。这些都是稳态法，其实原理相似，只是针对不同的保温材料，又制定了一些标准，其实测试结果是很接近的。（下面就一起看看稳态法中的经典——热流法）

热流法

热流法是一种比较法，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值。测量时，将厚度均匀的样品插入于两个平板间，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。

（1）保护热流法

对于较大的、需要较高量程的样品，可以使用保护热流法导热仪。其测试原理几乎和普通的热流法导热仪相同。不同之处是测量单元被保护加热器所包围，因此测试温度范围和导热系数范围更宽。

（2）保护热板法

热板法或保护热板法导热仪的工作原理和使用热板与冷板的热流法导热仪相似。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，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，应用fourier方程便能够算出材料的导热系数。