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導熱系數測試儀的原理主要基于穩態法或瞬態法來測量材料的導熱性能，以下是詳細介紹： 穩態法穩態法基于傅立葉定律，在穩態條件下，即當試樣內的溫度分布達到穩定狀態后，通過測量試樣兩側的溫度差、試樣的厚度以及通過試樣的熱流量，從而計算出材料的導熱系數。常見方法有防護熱板法、熱流法等。 - 防護熱板法：采用雙試件的設計形式，將大小、厚度相同的樣品分別夾在冷板、熱板、冷板之間，通過電加熱在加熱板上產生一定數值的熱流，熱流從軸向經過樣品達到緊貼樣品的兩個冷板上。當冷熱板溫度維持穩定時，根據加熱功率計算出樣品的導熱系數。該方法能有效減少側向熱流，確保通過樣品的熱流均勻且垂直于樣品表面，進而更準確地測量導熱系數。
- 熱流法：測試時將待測材料置于兩塊平板之間，平板間維持一定的溫度梯度。通過平板上兩個高精度的熱流傳感器，測量進入與穿出材料的熱流。在系統達到平衡狀態的情況下，熱流功率為常數，在樣品的測量面積與厚度已知的情況下，使用傅立葉傳熱方程可以計算導熱系數。
瞬態法瞬態法通過測量材料在瞬間受熱或冷卻時的溫度變化來確定導熱系數，常見的有熱線法、激光閃射法等。 - 熱線法：在樣品（通常為大的塊狀樣品）中插入一根熱線，在熱線上施加一個恒定的加熱功率，使其溫度上升。熱線法測量速度快，對樣品尺寸要求不太嚴格，其優點是產品價格便宜。
- 激光閃射法：在一定的設定溫度下，利用激光源或閃光氙燈在瞬間發射一束光脈沖，均勻照射在樣品下表面，使其表層吸收光能后溫度瞬時升高，并作為熱端將能量以一維熱傳導方式向冷端（上表面）傳播。使用紅外檢測器連續測量樣品上表面中心部位的相應溫升過程，通過分析軟件計算得到材料的熱擴散系數，再結合樣品的比熱容、密度以及樣品厚度等參數，運用熱擴散率與導熱系數的關系公式計算出導熱系數。該方法適用于測量固體材料的導熱系數，尤其在測量高導熱材料時具有較高的精度。
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發表于 2025-5-12 08:57:26
