產(chǎn)品列表PRODUCTS LIST
早的熱導(dǎo)率測(cè)試使用靜態(tài)方法，它的普遍特點(diǎn)是操作人員在已知樣品的壁厚上建立溫度梯度，并控制從一邊傳遞到另一邊的熱量。常用的熱流是一維的，但有時(shí)也會(huì)使用其它的形式。在測(cè)量中常用的變量是Guarded Hot Plate(GHP)。
GHP是指防止熱量通過(guò)邊界從系統(tǒng)散發(fā)出去的一種設(shè)置，例如在樣品周圍設(shè)置熱障。在這些方法中，熱量在樣品中傳遞的計(jì)算模型都比較簡(jiǎn)單。該方法也是ASTM、ISO等機(jī)構(gòu)發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法的基礎(chǔ)。有了標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)，理論上可以在實(shí)驗(yàn)室建立自己的GHP，但人們一般還是購(gòu)買現(xiàn)成的設(shè)備。
這些方法存在以下一些缺點(diǎn)：
1、為了使散發(fā)到環(huán)境中熱量達(dá)到小，要求樣品的尺寸很大。因?yàn)闃悠返拿娣e越大，其周邊的影響就會(huì)越小。
2、由于該方法一般用于絕熱材料，這些材料的熱擴(kuò)散系數(shù)很低，要在樣品的壁厚上建立溫度梯度必須花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間。
3、溫度梯度通常較大，有時(shí)達(dá)到50-60 oC，熱導(dǎo)率的測(cè)量結(jié)果多只能是該溫度范圍內(nèi)的平均值，測(cè)量結(jié)果不能反映樣品中存在的相變或發(fā)生的反應(yīng)。
4、靜態(tài)法存在的大問(wèn)題是熱電偶與樣品表面的接觸電阻對(duì)傳熱性能的影響，其中的差異所引起的誤差尚無(wú)法進(jìn)行補(bǔ)償，該誤差往往會(huì)造成材料的絕熱性能測(cè)量值過(guò)高。
當(dāng)溫度很高、樣品是良導(dǎo)熱體或樣品表面比較粗糙時(shí)，接觸電阻產(chǎn)生的問(wèn)題更為嚴(yán)重。所以當(dāng)熱導(dǎo)率高于2W/mK 時(shí)，GHT就不能作為熱導(dǎo)率的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法。
那么除了早期的靜態(tài)法之外如今出現(xiàn)了幾種另外幾種方法，下面讓我們一起來(lái)看看吧。
1、瞬態(tài)法
與靜態(tài)法不同，瞬態(tài)法在測(cè)量時(shí)發(fā)出一個(gè)信號(hào)從而在樣品中產(chǎn)生熱量，同時(shí)測(cè)量溫度對(duì)時(shí)間的響應(yīng)。我們可以分別測(cè)量熱擴(kuò)散系數(shù)、熱導(dǎo)率，也可以對(duì)它們進(jìn)行同時(shí)測(cè)量。激光發(fā)射法是測(cè)量熱擴(kuò)散系數(shù)有名也是常用的瞬態(tài)方法。它一般不能對(duì)聚合物等熱擴(kuò)散系數(shù)較小的材料進(jìn)行測(cè)量，在此我們不做詳細(xì)說(shuō)明，只作簡(jiǎn)要的介紹。該方法適用于測(cè)量各向同性材料、固體材料，也可以對(duì)如金屬這樣的良導(dǎo)熱體進(jìn)行測(cè)量;測(cè)量可以在高溫下進(jìn)行，而且測(cè)量迅速。由于該方法只能得出熱擴(kuò)散系數(shù)，因此要計(jì)算熱導(dǎo)率，還必須從其它的測(cè)量中獲得熱容值。誤差在兩次測(cè)量中的傳播會(huì)降低測(cè)量的度。
2、熱線法
用于測(cè)量聚合物和液體傳熱性能的瞬態(tài)法是基于熱線法的基礎(chǔ)開發(fā)出來(lái)的。熱線法的測(cè)量設(shè)備比較簡(jiǎn)單，只要將規(guī)定直徑和長(zhǎng)度的金屬線的兩端用連接器連接起來(lái)，并使之與樣品接觸，然后在導(dǎo)線中通入電流產(chǎn)生熱量。導(dǎo)線溫度的變化取決于樣品的冷卻效率。根據(jù)樣品溫度隨時(shí)間的變化計(jì)算熱導(dǎo)率，該方法不需要太多的硬件。簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)使之成為測(cè)量液體熱導(dǎo)率的理想工具。但在測(cè)量固體熱導(dǎo)率時(shí)碰到一些困難，問(wèn)題同樣出在接觸電阻上。由于液體可以輕易地將導(dǎo)線潤(rùn)濕，而要使固體與導(dǎo)線保持良好的接觸則非常難。
3、熱帶法
熱帶法也是在瞬態(tài)法基礎(chǔ)上開發(fā)出來(lái)，只是將金屬線壓成扁平的金屬帶，提高與樣品表面的接觸。由于帶狀物有一定的面積，因此可以用來(lái)同時(shí)測(cè)量熱擴(kuò)散系數(shù)和熱導(dǎo)率。熱帶法與熱線法的工作原理一樣，都是將電流通過(guò)金屬產(chǎn)生熱量，樣品的性質(zhì)決定了熱量傳遞到樣品中的方式。金屬帶只能用于測(cè)量絕緣的樣品。要得到較好的測(cè)量結(jié)果，樣品表面的粗糙度應(yīng)當(dāng)非常小。許多商業(yè)測(cè)試方法都基于熱帶法和熱帶理論，也就是把金屬帶置于基體上，另一面與樣品接觸。終的響應(yīng)只有一半來(lái)自樣品，另一半來(lái)自已知熱導(dǎo)率的基體，從而降低了測(cè)量的靈敏度。
