导热系数测试仪采用瞬态热线法,含交叉线法和平行线法,主要测量固态和粉状材料在不同温度下导热系数、导温系数(热扩散系数)和比热容。具有度、分辨率、复现性等点。由计算机控制行自动测量。广泛适用于研究院校、质检、厂矿等对材料的导热系数测量。 本仪器是在我厂原HDRX2基础上重新行开发,提了测量度和重现性,结构更加合理,使用更方便。型号分类:HDRX3A主要采用交叉热线法(也可用平行线法测量5w/mk以下的材料);HDRX3B采用平行线法,测量小于25w/mk的材料。 仪器参考标准:GB/5990-86《定形隔热耐火制品导热系数试验方法(热线法)》;GB/T17106-1997《耐火材料导热系数实验方法(平行线法)》;GB 11205-89《橡胶热导率的测定(瞬态热丝法)》; GB/T10297-1998《非金属固体材料导热系数的测定(热线法)》等。 瞬态热线法测量原理 瞬态热线法的理论基础是无限大介质中的径向维非稳态导热。设有根半径为ro的无限长金属线源竖直地插入液体中,线源的热导率无限大,热容量近似为零,液体和线源在初始时刻处于热平衡,设平衡温度为To,当突然给线源加恒定的热q时,热量从线源传递给被测材料。 Carslaw和Jaeger基于材料对无限小、长热线源恒定热的温度响应给出了热线法计算材料导热系数数学解: (1) 式中θ为探头温升,T为t时刻探头温度,T0为探头初始温度,q为加热率,λ为样品导热系数,α为样品热扩散系数,r为测试径向位置,Ei为数积分函数,其表达式为: (2) 其中μ=r2/4αt,当r2/4αt << 1时,可用其前两项表示,从而得到: (3) 其中欧拉常数C=0.57726。对上式两端取微分可得到样品导热系数: (4) 以上推导忽略了探头的尺寸和热容等影响因素,实际测量中,由于探头具有定体积和热容,因此在探头开始加热时,样品温升会有个时间滞后,在对数时间—温升曲线图上表现为非线性段,这个时间取决于探针尺寸和结构,之后入线性段,后曲线将趋于平稳。本仪器采用用筛选数据法取线性段上的数据行线性拟合,从而得到导热系数值。当材料的导热系数已计算出,也就能计算出热扩散系数。 比热容通过如下公式计算: C=λ/(a*p) a:热扩散率,单位m2/s λ:导热系数,单位W/(m·K) p:密度,单位g/m3 C:比热容,单位KJ/(kg·K) |