导热系数的测定,哪种方法最精确,误差小,稳定性好?

admin 泰里仪器网 2025-03-24 20:40 0 阅读

导热系数的测定,哪种方法最精确,误差小,稳定性好?

激光闪射法的测量范围很宽,测得的是材料的热扩散系数,还需要知道试样的比热和密度,才能通过计算得到导热系数λ,而测定热态下的导热系数还需要膨胀系数的数值,适用于各向同性、均质、不透光的材料;瞬变平面热源法是在试件上贴上探头,通过多元函数对试样表面温度的响应进行拟合后便可计算出材料的导热系数,适用广泛,快捷,精确度高。

热线法是在样品(通常为大的块状样品)中插入一根热线。测试时,在热线上施加一个恒定的加热功率,使其温度上升。测量热线本身或平行于热线的一定距离上的温度随时间上升的关系。由于被测材料的导热性能决定这一关系,由此可得到材料的导热系数。这种方法测量时间比较短,所测量材料的导热系数范围一般是 0.1W/mK 到几十。优点是产品价格便宜,测量速度快,对样品尺寸要求不太严格。缺点是分析误差比较大,一般为 5%~10%。

热流计法是一种比较法,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绝对值。测量时,将厚度一定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导热系数。

护热平板法其工作原理和热流法相似,是目前公认的准确度最高的方法,可用于基准样品的标定和其他仪器的校准,实验装置多采用双试件结构。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,精确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。

综合上述,目前,国际通用的还是激光闪射法,大家比较认可,误差小,稳定性好。如果您有需求,可以问问刘老师,帮忙测试一下,

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为什么不能用稳态法测良导体导热系数啊

可以的。 稳态法测量不良导体的导热系数 一.实验目的 1.掌握用稳态法测量不良导体(橡皮样品)的导热系数 2.学习用物体散热速率求传导速率的实验方法。 二.实验仪器 FD-TC-B型导热系数测定仪装置如图1所示,它由电加热器、铜加热盘C,橡皮样品圆盘B,铜散热盘P、支架及调节螺丝、温度传感器以及控温与测温器组成。 数字电压表 四.实验步骤 (1) 取下固定螺丝,将橡皮样品放在加热盘与散热盘中间,橡皮样品要求与加热盘、散热盘完全对准;要求上下绝热薄板对准加热和散热盘。调节底部的三个微调螺丝,使样品与加热盘、散热盘接触良好,但注意不宜过紧或过松; (2) 按照图1所示,插好加热盘的电源插头;再将2根连接线的一端与机壳相连,另一有传感器端插在加热盘和散热盘小孔中,要求传感器完全插入小孔中,并在传感器上抹一些硅油或者导热硅脂,以确保传感器与加热盘和散热盘接触良好。在安放加热盘和散热盘时,还应注意使放置传感器的小孔上下对齐。(注意:加热盘和散热盘两个传感器要一一对应,不可互换。) (3) 接上导热系数测定仪的电源,开启电源后,加热盘即开始加热,“加热”、“散热”选择开关在数字电压表上显示散热盘的当时温度(电压值)。 (4) 加热盘的温度上升到一定温度值时(约3.40mV左右),开始记录散热盘的温度,可每隔一分钟记录一次,待在10分钟或更长的时间内加热盘和散热盘的温度值基本不变,可以认为已经达到稳定状态了。记下散热盘温度值θ2。 (5) 停止加热,取走样品,调节三个螺栓使加热盘和散热盘接触良好,接通加热,使散热盘温度上升到高于稳态时的θ2值20℃(查表得出相应的电压值)左右即可。 (6) 移去加热盘,让散热圆盘在风扇作用下冷却,每隔30秒记录一次散热盘的温度示值,根据记录数据做冷却曲线,用镜尺法作曲线在θ2点的切线,根据切线斜率计算冷却速率。 (7) 计算不良导体样品的导热系数。 五.注意事项 1. 为了准确测定加热盘和散热盘的温度,实验中应该在两个传感器上涂些导热硅脂或者硅油,以使传感器和加热盘、散热盘充分接触;另外,加热橡皮样品的时候,为达到稳定的传热,调节底部的三个微调螺丝,使样品与加热盘、散热盘紧密接触,注意不要中间有空气隙;也不要将螺丝旋太紧,以免影响样品的厚度。 2. 导热系数测定仪铜盘下方的风扇做强迫对流换热用,减小样品侧面与底面的放热比,增加样品内部的温度梯度,从而减小实验误差,所以实验过程中,风扇一定要打开。 六.数据记录与数据处理 样品:橡皮; 室温: ℃; 散热盘比热容(紫铜): ; 散热盘质量: ; 厚度/mm 直径/mm 散热盘 橡皮样品 绝缘样品 稳态时,样品上表面的温度 = ,下表面的温度 = 散热盘自然冷却时温度记录 / / 1.作冷却曲线; 2.用镜尺法求出冷却速率。将镜子制成的直尺通过A点,然后以A点为圆心转动此镜尺,直到镜子中靠近镜子一端曲线的像与原来曲线成一直线,此时直尺的方向即为该曲线在A点的曲率半径方向,沿镜尺画一直线,然后过A点画出与此线垂直的直线,此直线即是曲线在A 点的切线。 3.计算样品的导热系数。

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