：儀器概述

該熱物性測試儀參考了采用熱流法及縱向熱流技術(shù)，具有方便,、快捷、的特點,，可用來測量各種不同類型材料的熱導(dǎo)率、熱擴散率以及熱熔,，適用的熱導(dǎo)系數(shù)范圍0.015-200W/MK之間，適用樣品類型：固體及各向異性材料等,。參照標(biāo)準GB5598-85,GB3399-82,GB11205-89. 適應(yīng)ASTM D5470,，但它也使用熱結(jié)構(gòu)-函數(shù)分析以使結(jié)果更，符合YS/T 63.3-2000《鋁用碳素材料檢測方法第三部分熱導(dǎo)率的測定比較法》,。廣泛用用于碳素行業(yè)檢測其熱導(dǎo)率。熱導(dǎo)率是描述材料熱傳導(dǎo)性能的重要參數(shù),。儀器通常可以適應(yīng)測定熱導(dǎo)率范圍從高到中等的材料,，接觸壓力范圍在10~550psi（70~3800Kpa）手動加壓,，樣品溫度范圍為15~70℃，也可到600—1000℃,，后者需要定制裝置,。 測試時，樣品被箝緊在兩個平行的導(dǎo)熱面之間（或者選擇懸浮式非平行面）,，面是加熱面，面是冷卻面,，所有數(shù)據(jù)通過計算機測試軟件采集并分析輸出結(jié)果,。

二：主要技術(shù)參數(shù)

1. 樣品尺寸：直徑50,，厚度0-50mm

2. 導(dǎo)熱系數(shù)范圍：0.015-200W/MK,，精度3%,精度≤±3%,重復(fù)性≤±1%

3．熱擴散率測量精度：5%

4.比熱測量精度：7%（需配比熱測試模塊）

5. 溫度范圍：25-600攝氏度(精度±1攝氏度) 或25-1000攝氏度(精度±1攝氏度)

6. 接觸壓力范圍：50-650kPa/100-1100kPa/100-2600kPa （手動）

7. 外接循環(huán)冷卻液

8.配有完整的測試系統(tǒng)及軟件平臺。

9.操作采用全自動熱分析測試軟件，快速準確對樣品進行試驗過程參數(shù)分析和報 告輸出,。

三：原理簡介

     熱流測量能提供些只靠溫度測量是無法得到的,、非常重要而且詳    盡的數(shù)據(jù)，DRX-II系列熱流儀因為采用校準裝置而使其具備了*精度和準確性,。其操作也非常的簡便,。熱流儀廣泛應(yīng)許多個行業(yè)。原理：熱流分析基于以下原理：如果薄片的熱傳導(dǎo)率為λ（kcal/m•h•℃）,，厚度為d（m）,，將其接觸在熱輻射物表面。當(dāng)達到平衡后,，穿過薄片的熱傳導(dǎo)強度Q（kcal/m2•h或W/ m2）可由以下公式得出：

 Q=λ/d ×△T

   式中△T＝薄片兩邊的溫度差,，λ，d均為已知數(shù)據(jù),。

主要特點

  1. 全自動操作,，包括軟件

  2. 可選固定平行板或懸浮測試板（根據(jù)用戶需要定）

  *3. 自動測定厚度（根據(jù)用戶需要定）

  4. 可選樣品---溫度控制與溫度批測試

 * 5. 自動壓力控制與壓力批測試（根據(jù)用戶需要定）

 * 6. 受控厚度與壓力測試模式（根據(jù)用戶需要定）

  7. 標(biāo)準計算機接口

  8. 內(nèi)置校驗程序

  9. 堅固的設(shè)備支架

      所有的測試參數(shù)以及過程均通過人機交互圖形界面軟件控制。接觸壓力與樣品溫度可以自動測定與控制,，數(shù)據(jù)顯示簡單清晰,，并繪制熱參數(shù)對厚度的曲線圖。通過這些數(shù)據(jù)可以決定表面接觸熱阻以及熱導(dǎo)率,。測試時間可以自動控制以使時間與精度兩者得到*權(quán)衡,。設(shè)備需要配置溫度控制的循環(huán)冷卻水浴，以及臺聯(lián)想臺式電腦,，用于運行Windows-XP,，電腦與測試設(shè)備通過接口連接，電源為220VAC/50Hz,。

四：數(shù)據(jù)處理及操作

：標(biāo)準測試方法

1：儀器對薄的電絕緣材料熱阻的測試方法,，可以應(yīng)用于厚度在0.02～30mm導(dǎo)熱性單體或復(fù)合片材。“熱導(dǎo)”只適用于均質(zhì)材料,。導(dǎo)熱絕緣材料通常是復(fù)合材料,，其中包括：填料、黏合劑,、增強劑,，例如：玻璃纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或是聚合物薄膜鋪層。為了避免混亂,，使用“表面熱導(dǎo)”來衡量均質(zhì)和非均質(zhì)材料,。計算熱導(dǎo)有限制條件：必須測量試樣的厚度。熱阻的測量數(shù)據(jù)受到以下因素影響：相關(guān)的壓力,、試樣表面特性和其他的傳熱方式,。

  參考文獻：

    ASTM標(biāo)準：D374,固體電絕緣材料的厚度測試方法,；E691，處理實驗室研究的實例,，確定測試方法的性,。E1225，利用G-C-L熱流動技術(shù)測量固體熱導(dǎo),。

  軍事標(biāo)準：MIL-I-49456A,，絕緣片材，導(dǎo)熱樹脂,，熱導(dǎo)玻纖增強,。

  標(biāo)準GB5598-85《氧化鈹瓷導(dǎo)熱系數(shù)測試方法》等。

2：關(guān)于試樣的定義：

  1,、平均溫度（表面）,，n-面積測量表示溫度

  2、復(fù)合材料,，由不同部分構(gòu)成的材料,，各部分可以對材料的性能貢獻是成比例的，或是有協(xié)同效應(yīng),。

  3,、熱加速器/傳感器，由絕緣線圈裝配組成,，可以提供可測量的熱量  并可以應(yīng)用于判斷溫度,。

  4、均質(zhì)材料,，材料具有穩(wěn)定的性能,，其性能與材料的位置不成函數(shù)關(guān)系。

  5,、熱導(dǎo)系數(shù)（λ）,，熱導(dǎo)的時速，在穩(wěn)定條件下,，通過單元面積的熱流,。每單元溫度斜率在垂直該面積上。

  6,、熱阻（θ）,，材料對熱流動的阻礙。

  7,、界面熱阻（R_I），溫度的不同會在試樣表面之間的相關(guān)扁平面上產(chǎn)生熱流動,。試樣的冷熱表面得到了測量,。

 8、熱阻系數(shù),，它是熱導(dǎo)的倒數(shù),。在穩(wěn)定狀態(tài)條件下，在與單元熱流等溫面垂直方向上的斜率,。

3：符號的定義

1,、λ－熱導(dǎo)，W/m·k

2,、T_A－與試樣相關(guān)的高溫面的溫度,，K

3、T_B－與試樣相關(guān)的低溫面的溫度,，K

4,、T_C－試樣高溫面的溫度，K

5,、T_C－試樣低溫面的溫度,，K

6、A－試樣面積,，m²

7,、X－試樣厚度，m

8,、Q－熱流速,，W(J)/S

9、q－熱流或單位面積上的熱流速,，W/ m²

10,、α－加速器/傳感線圈的電絕緣溫度系數(shù)

11、I－電流,，A

12,、θ－熱阻，K·m²/W

4：測試方法的概要

  1,、試樣被夾在兩金屬塊之間,，在定熱作用下壓縮。到達平衡時,，測量溫度,。則熱阻便可以     計算出。熱阻和厚度在技術(shù)表面熱導(dǎo)時將被用到,。

 2,、這些測試方法測量了低模量絕緣材料的熱導(dǎo)性能，這些材料在電器設(shè)備中提供了導(dǎo)熱性能,。

  如果低模量材料鋪層和測試試樣相粘結(jié),，且無空氣存在,，則這些測試方法對高模量材料也是適用的。

3,、對于些試樣來說,，由于太薄而不適用于溫度傳感的溫差電偶，而該測試方法卻很容易得到其熱性能數(shù)據(jù),。該方法還可以避免由于不同壓力,、表面狀況、裝配電器設(shè)備的技術(shù)等帶來的困難,。

4,、實際上，該測試方法有以下假設(shè)：1,、試樣各層相互粘結(jié),。2、各層之間沒有有效的抗性,。在熱阻－積累厚度平面圖中的斜率是由熱導(dǎo)決定的,，并沒有考慮界面熱阻。

 5,、 該儀器的主要的特征可參考標(biāo)準上的測試方法圖,，儀器中使用了個相關(guān)的熱量計?？梢缘玫搅鬟^試樣的熱流速率,。流經(jīng)試樣的熱流速率是由加熱器的供電系統(tǒng)測量的。各接觸表面處理應(yīng)在0.4цm之內(nèi),。這是為了給與試樣相接觸的測量棒提供的平面,。

6、加熱單元是由銅或是其他高導(dǎo)性的材料構(gòu)成的,，且包含有套筒或是相似的加圈,。它用熱絕緣材料（環(huán)氧FR－4）與周圍的保溫加熱器相隔離。絕緣材料為5mm厚度,。保溫加熱器不受 壓力,，以確保所有的測量能量都傳到高測量棒上。測量棒是由高熱導(dǎo)性材料紫銅構(gòu)成,，并且具有平行的工作表面,。

  7、冷卻單元是個金屬盒,，由恒溫池對其冷卻,，恒溫池的溫度變化不能超過±0.2K。

   加壓系統(tǒng)是經(jīng)由個手柄加壓,。

8,、如果試樣周圍環(huán)境需要絕緣,，則應(yīng)使用纖維毯。

 9,、對于熱阻：從測試材料中取出塊,，其面積與（長度和寬度）要和測量塊樣。根據(jù)D374中方法C測量試樣的厚度,。

10、對表面熱導(dǎo)：準備足夠的試樣來保證所要求的層數(shù),。

 11,、試樣條件作用：除非有具體要求，否則試樣測量應(yīng)在般被承認的條件下測量,。在測試前,，用適當(dāng)?shù)牟环磻?yīng)溶劑除去試樣表面的臟物和明顯的間接污染物，為了確保清潔劑的除去,，在清洗完后應(yīng)適當(dāng)?shù)暮娓伞?/span>

12,、試樣放于兩個測量塊之間。

   如果使用熱量計,，則將其置于低測量塊與冷卻單元之間,。

   在測試過程中保持該壓力。

13,、記錄測量塊的溫度和熱量計平衡時的溫度,，在沒有使用熱量計時記錄加熱器的電壓和電流。     在到達平衡時相隔15min進行兩次連續(xù)操作的溫度記錄,。兩次記錄結(jié)果的差別應(yīng)在±0.2K之間,。

14、計算試樣平均溫度和熱阻,，對單層試樣的熱阻和測試試樣的熱阻進行說明,。

15、確定多層材料的熱阻,，當(dāng)層數(shù)增加后應(yīng)當(dāng)降低熱流以便使多層材料的測試溫度和單層材料溫度的差別在±2K之間,。

1. 測試方法的計算

    1、熱阻

   熱流的計算應(yīng)使用熱流計,，計算流過熱流計的熱流公式如下：

    Q=(λ_R*A/d )*(T5-T6)

Q：熱流,，W

λ_R:熱量計材料的熱導(dǎo)

A：熱量計的面積m²

T₅-T₆：熱量計兩個熱電偶的溫差

d：熱量計兩溫差電偶的距離

在沒有使用熱量計時，熱流用以下公式計算：

Q=V I

Q：熱流量 W

V：加熱器的電壓

I：加熱器的電流

2,、與試樣相接觸的高測量塊的溫度計算公式：

TA=T2-d_B/d_A(T1-T2)

T_A：與試樣相接觸的高測量塊的溫度,，K

T₁：高測量塊的較高溫度，K

T₁：高測量塊的較低溫度,，K

d_A：高溫傳感器間距,，m

d_B：低位傳感器到高測量塊低表面的距離,，m

3、與試樣相接觸的低測量塊的溫度計算公式

T_D=T3+d_D/d_C (T3-T4)

T_D：與試樣相接觸的低測量塊的溫度,，K

T₃：低位測量塊的高溫,K

T₄：低位測量塊的低溫,K

d_C：溫度傳感器之間的距離,，m

d_D：高溫傳感器到低測量塊的高表面之間的距離，m

4,、熱阻的計算

   θ=(TA-TD)*A/Q

從單層或是多層試樣的熱阻—各自的試樣厚度的平面圖中得到熱導(dǎo),。在平面圖中X軸表示試樣厚度值，Y軸表示試樣熱阻值,。

熱阻－厚度曲線是條直線,，其斜率是表面熱導(dǎo)的倒數(shù)。在零厚度處的截距是界面熱阻,，R_I是試樣的特性,。

另中方法是用zui小平方值法計算斜率和截距。

五：軟件的操作及安裝

   1：軟件的操作環(huán)境:windowsxp/sp2簡體中文操作系統(tǒng),，office2003完整安裝,。

2：用隨機所帶光盤，按提示安裝到文件路徑,。

3：軟件升級下載相關(guān)控件或與我公司技術(shù)部,。

4：軟件軟件操作全中文式。隨機所帶光盤有說明,。

六：設(shè)備配置

1,、測試主機                    臺

2、計算機（帶打印機）          套（用戶自備）

3,、測試軟件                    套（光盤）

4,、恒溫水槽                     臺

5、數(shù)據(jù)處理裝置                 臺

6,、說明書                      份

7,、合格證                      份

附測試標(biāo)準：