在材(cai)料科學(xue)、建(jian)築(zhu)工程及電子設(she)備研發中(zhong),準確(que)測量材料的導熱系數(shu)至(zhi)關重要。
固態導熱系數(shu)測試(shi)儀(yi)作為專業檢(jian)測(ce)設(she)備,通過(guo)標準化流(liu)程實(shi)現(xian)對(dui)固體(ti)材料(liao)導熱性(xing)能(neng)的精準評(ping)估。掌(zhang)握其(qi)規(gui)範(fan)使用(yong)方(fang)法(fa),是獲取(qu)可(ke)靠數(shu)據(ju)的基礎(chu)。

壹(yi)、測(ce)試(shi)前準備:樣品與環(huan)境適(shi)配
使用(yong)前需(xu)根據(ju)待(dai)測材(cai)料(liao)的特性選(xuan)擇(ze)匹(pi)配的測試(shi)模(mo)式(shi)。樣品制(zhi)備是關鍵環(huan)節:對(dui)於(yu)規(gui)則(ze)塊狀(zhuang)材料,需加(jia)工(gong)成(cheng)厚(hou)度(du)均勻(yun)(誤差(cha)<1%)、表面平(ping)整的長方體(ti)或圓柱(zhu)體(ti),尺寸需符(fu)合儀器要求;對(dui)於(yu)不規(gui)則(ze)樣品,需(xu)通過(guo)專用(yong)夾(jia)具(ju)或模(mo)具調整至(zhi)適(shi)配形(xing)態(tai)。同時(shi),清(qing)潔(jie)樣品表面,避免(mian)雜(za)質(zhi)影響熱傳遞。
儀(yi)器(qi)啟動(dong)後(hou),需進(jin)行(xing)系統(tong)校(xiao)準:使用(yong)標(biao)準樣品進(jin)行(xing)對(dui)比測(ce)試(shi),通(tong)過(guo)調節溫度傳感(gan)器精度與加(jia)熱功率(lv),確(que)保(bao)儀(yi)器(qi)零點(dian)與量程準確(que)。此外,根據(ju)測試(shi)環(huan)境,調整儀器恒(heng)溫模(mo)塊,避免(mian)環(huan)境波動(dong)幹(gan)擾數(shu)據(ju)。
二、測(ce)試(shi)過(guo)程:規(gui)範(fan)操作(zuo)與數(shu)據(ju)采集(ji)
將(jiang)樣品放(fang)置在測(ce)試(shi)臺的上(shang)下(xia)導熱夾(jia)具(ju)之間(jian),通(tong)過(guo)夾具(ju)固定(ding)保證與加(jia)熱/制(zhi)冷(leng)面(mian)充(chong)分(fen)接觸。根據(ju)測試(shi)模(mo)式(shi)啟動(dong)程(cheng)序(xu):
1.穩(wen)態法(fa)(適(shi)用(yong)於(yu)低導熱材(cai)料(liao)):通(tong)過(guo)加(jia)熱板對(dui)樣品壹(yi)側(ce)恒(heng)定(ding)加(jia)熱,另(ling)壹(yi)側(ce)通(tong)過(guo)冷卻(que)板維持(chi)低溫,待(dai)樣品內(nei)部形(xing)成(cheng)穩(wen)定(ding)溫度梯(ti)度(通(tong)常(chang)需(xu)30-60分(fen)鐘)後(hou),測量上(shang)下(xia)表面溫差(cha)(ΔT)及加(jia)熱功率(lv)(Q),結合樣品厚(hou)度(du)(L)與橫(heng)截(jie)面積(ji)(A),通過(guo)公(gong)式(shi)λ=Q·L/(A·ΔT)計(ji)算(suan)導熱系數(shu)。
2.瞬態法(fa)(適(shi)用(yong)於(yu)高導熱或薄(bo)樣品):利(li)用(yong)脈沖熱源(yuan)瞬間(jian)加(jia)熱樣品表面,通(tong)過(guo)紅(hong)外傳感(gan)器或熱電偶監(jian)測溫度隨(sui)時(shi)間(jian)的變(bian)化曲線,儀器(qi)內(nei)置(zhi)算法(fa)直(zhi)接擬合得出導熱系數(shu),耗時(shi)更(geng)短。
測(ce)試(shi)中(zhong)需(xu)實(shi)時(shi)觀(guan)察(cha)溫度傳感(gan)器讀(du)數(shu)與加(jia)熱功率(lv)穩(wen)定(ding)性,避免(mian)樣品局(ju)部過(guo)熱或接觸不良(liang)導致(zhi)數(shu)據(ju)偏差(cha)。每組(zu)樣品建(jian)議(yi)重復測(ce)試(shi)3次(ci),取(qu)平(ping)均(jun)值以(yi)提(ti)高可(ke)靠性(xing)。
三、測試(shi)後(hou)維護(hu):延(yan)長(chang)設(she)備壽(shou)命
測試(shi)結束後(hou),關閉加(jia)熱/制(zhi)冷(leng)模(mo)塊,待(dai)儀器(qi)冷(leng)卻(que)至(zhi)室(shi)溫後(hou)清潔(jie)夾(jia)具(ju)與樣品臺殘留物。定(ding)期對溫度傳感(gan)器、加(jia)熱元(yuan)件進(jin)行(xing)校(xiao)準,並檢(jian)查(zha)電路連(lian)接可(ke)靠性(xing),確(que)保下(xia)次(ci)測試(shi)的精度。
固態導熱系數(shu)測試(shi)儀(yi)的規(gui)範(fan)使用(yong),從(cong)樣品制(zhi)備到(dao)數(shu)據(ju)采集(ji)均(jun)需(xu)嚴格(ge)遵(zun)循流(liu)程。只有精準操(cao)作與科學(xue)維護(hu),才(cai)能(neng)為(wei)材料(liao)導熱性(xing)能(neng)的評估提(ti)供(gong)可(ke)信依(yi)據(ju),支撐科研與工業的優化設(she)計(ji)。