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导热系数的研究方法是怎样的?

来源:  发布时间:2018-06-28   点击量:233

导热系数的研究方法是怎样的?通常,物质的导热系数可以通过理论和实验两种方式来获得。

理论上,从物质微观结构出发,以量子力学和统计力学为基础,通过研究物质的导热机理,建立导热的物理模型,经过复杂的数学分析和计算可以获得导热系数。但由于理论的适用性受到限制,而且随着新材料的快速增多,人们迄今仍尚未找到足够精确且适用于范围广泛的理论方程,因此对于导热系数实验测试方法和技术的探索,仍是物质导热系数数据的主要来源。

导热系数的测试分为动态法和稳态法,稳态法又分为热流计法和防护热板法。考虑到仪器精度以及控温范围,参照GBT10294-2008标准,采用防护热板法进行测试。

实验仪器如图所示,包括主体、冷热源控制系统和智能测量仪3部分。

主体由热板、冷板和试件夹紧系统组成。热板包括主加热板、护加热板以及背护加热板3个主要部分。主加热板和护加热板由电阻加热器及智能测量仪控温,背护加热板由精密恒温水槽控温,使3块加热板的温度保持一致。冷板由铝板、半导体制冷体和冷却水套组成,可精确控制冷板温度在设定值。智能测量仪用于整个测试系统的温度测量及控制,以实现全自动的测试。

每种材料各制备3~6个尺寸为30cm×30cm×3~5cm的试件,在不同温度和含湿量下对导热系数进行12~35次测试。测试前先将试件培养至不同的含湿量,然后将试件的各面用4层塑料薄膜包裹起来。薄膜的水蒸气渗透阻Sd 1.5m,可视为不透气。其厚度和热阻分别为0.0225mm和0.000537m2KW,均可以忽略。

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