導(dǎo)熱儀概述

導(dǎo)熱系數(shù)是指單位時(shí)間內(nèi)在單位溫度梯度下沿?zé)崃鞣较蛲ㄟ^(guò)材料單位面積傳遞的熱量，單位為瓦每米開(kāi)爾文[W/(m·K)] 。

導(dǎo)熱儀,，又稱(chēng)為熱導(dǎo)儀、導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀,，是一種測(cè)量樣品（固體,、液體或粉末）的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的函數(shù)關(guān)系的儀器,。

工作原理

導(dǎo)熱率,，又稱(chēng)為熱導(dǎo)率,、導(dǎo)熱系數(shù)，定義為單位溫度梯度在單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)單位導(dǎo)熱面所傳遞的熱量,。表示物體傳導(dǎo)熱量的能力,。其導(dǎo)出式來(lái)源于傅立葉定律：

Q=KA△T/d

R=△T/Q

式中：Q：熱量W

K：熱導(dǎo)率W/m.k

A：接觸面積

d：熱量傳遞距離

△T：溫度差

R：熱阻值

根據(jù)導(dǎo)熱機(jī)理不同，導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量方法分為穩(wěn)態(tài)法和瞬態(tài)法（也叫做非穩(wěn)態(tài)法）兩大類(lèi),。

1,、穩(wěn)態(tài)法

穩(wěn)態(tài)法是經(jīng)典的保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定方法，至今仍受到廣泛應(yīng)用,。其原理是利用穩(wěn)定傳熱過(guò)程中，傳熱速率等于散熱速率的平衡狀態(tài),，根據(jù)傅里葉一維穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)模型,，由通過(guò)試樣的熱流密度、兩側(cè)溫差和厚度,，計(jì)算得到導(dǎo)熱系數(shù),。原理簡(jiǎn)單清晰，精確度高,，但測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng),，對(duì)樣品和環(huán)境條件要求較高。

（1）熱流法

將厚度一定的方形樣品（例如長(zhǎng)寬各30cm,，厚10cm）插入于兩個(gè)平板間,，設(shè)置一定的溫度梯度。使用校正過(guò)的熱流傳感器測(cè)量通過(guò)樣品的熱流,。測(cè)量樣品厚度,、溫度梯度與通過(guò)樣品的熱流便可計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)。

（2）保護(hù)熱流法導(dǎo)熱儀

其測(cè)量原理幾乎與普通的熱流法導(dǎo)熱儀相同,。不同之處是測(cè)量單元被保護(hù)加熱器所包圍,，因此測(cè)量溫度范圍和導(dǎo)熱系數(shù)范圍更寬。

（3）保護(hù)熱板法導(dǎo)熱儀

熱板法或保護(hù)熱板法導(dǎo)熱儀的工作原理和使用熱板與冷板的熱流法導(dǎo)熱儀相似,。熱源位于同一材料的兩塊樣品中間,。使用兩塊樣品是為了獲得向上與向下方向?qū)ΨQ(chēng)的熱流，并使加熱器的能量被測(cè)試樣品*吸收,。測(cè)量過(guò)程中,，精確設(shè)定輸入到熱板上的能量,。通過(guò)調(diào)整輸入到輔助加熱器上的能量，對(duì)熱源與輔助板之間的測(cè)量溫度和溫度梯度進(jìn)行調(diào)整,。熱板周?chē)谋Ｗo(hù)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(xiàn)性的,、一維的。輔助加熱器后是散熱器,，散熱器和輔助加熱器接觸良好,，確保熱量的移除與改善控制。測(cè)量加到熱板上的能量,、溫度梯度及兩片樣品的厚度,，應(yīng)用Fourier方程便能夠算出材料的導(dǎo)熱系數(shù)。

2,、動(dòng)態(tài)（瞬時(shí)）測(cè)量法

動(dòng)態(tài)測(cè)量法是近幾十年內(nèi)開(kāi)發(fā)的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量方法,，用于研究中、高導(dǎo)熱系數(shù)材料,，或在高溫度條件下進(jìn)行測(cè)量,。動(dòng)態(tài)法的特點(diǎn)是精確性高、測(cè)量范圍寬（高能達(dá)到2000℃）,、樣品制備簡(jiǎn)單,。

（1）熱線(xiàn)法：

熱線(xiàn)法是在樣品（通常為大的塊狀樣品）中插入一根熱線(xiàn)。測(cè)試時(shí),，在熱線(xiàn)上施加一個(gè)恒定的加熱功率,，使其溫度上升。測(cè)量熱線(xiàn)本身或與熱線(xiàn)相隔一定距離的平板的溫度隨時(shí)間上升的關(guān)系,。

測(cè)量熱線(xiàn)的溫升有多種方法,。其中交叉線(xiàn)法是用焊接在熱線(xiàn)上的熱電偶直接測(cè)量熱線(xiàn)的溫升。平行線(xiàn)法是測(cè)量與熱線(xiàn)隔著一定距離的一定位置上的溫升,。熱阻法是利用熱線(xiàn)（多為鉑絲）電阻與溫度之間的關(guān)系測(cè)量熱線(xiàn)本身的溫升,。一般來(lái)說(shuō)，交叉線(xiàn)法適用于導(dǎo)熱系數(shù)低于2W/m·K的樣品,，熱阻法與平行線(xiàn)法適用于導(dǎo)熱系數(shù)更高的材料,，其測(cè)量上線(xiàn)分別為15 W/m·K與20W/m·K。

（2）激光閃射法：

激光閃射法直接測(cè)量材料的熱擴(kuò)散性能,。在已知樣品比熱與密度的情況下,，便可以得到樣品的導(dǎo)熱系數(shù)。

應(yīng)用激光閃射法時(shí),，樣品在爐體中被加熱到所需的測(cè)試溫度,。隨后，由激光器產(chǎn)生的一束短促激光脈沖對(duì)樣品的前表面進(jìn)行加熱。熱量在樣品中擴(kuò)散,，使樣品背部的溫度上升,。用紅外探測(cè)器測(cè)量溫度隨時(shí)間上升的關(guān)系。 根據(jù)非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過(guò)程的數(shù)學(xué)模型,，即可確定試樣的熱擴(kuò)散率,。

    應(yīng)用

導(dǎo)熱系數(shù)是一種重要的物理量。導(dǎo)熱儀主要用于金屬與合金,、鉆石,、陶瓷、石墨與碳纖維,、填充塑料,、高分子材料等的測(cè)試

   而我公司所生產(chǎn)的DR3030智能導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀15-2可以廣泛用于耐熱和保溫材料的生產(chǎn)企業(yè)、相關(guān)質(zhì)量檢驗(yàn)部門(mén)和單位,、高等院校以及科研院所,。