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当前位置:上海皆准仪器设备有限公司>产品中心>代理国产品牌设备 > 湘科导热系数测试仪 > 导热系数测试仪、热流法导热系数、导热树脂导热系数、耐火材料导热系数、铝基板导热系数测试
导热系数(或热导率)常被用来衡量材料的导热性能和保温性能，是材料的一个重要参数。导热系数(λ) 是指在稳定传热条件下，1m 厚的材料，两侧表面的温差为1K(或℃)，在1h内，通过1m2 面积传递的热量，单位为W/(m.K)，此处的K可用℃代替。λ值越小，材料的绝热性能越好。
热流法是一种比较法，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。
热流法是目前上比较流行的测量方法。除固体材料，还可用于多孔纤维、聚合物基复合材料、高分子材料等的导热系数的测定。优点在于精度高。
仪器参考标准：MIL-I-49456A（绝缘片材、导热树脂、热导玻纤增强）；GB 5598-85（氧化铍瓷导热系数测定方法）；ASTM-D5470（薄的热导性固体电绝缘材料传热性能的测试标准）等。
仪器特点：自动加压，自动测厚，实验全自动控制。6点温度梯度检测，提高测试精度。可检测不同压力下热阻曲线，采用优化的数学模型，测量材料导热系数和热阻以及界面处接触热阻等。
广泛应用在大中院校，科研单位，质检部门和生产厂的材料分析检测。
二、 参数规格
1． 试样大小：Φ30mm
2． 试样厚度：0.02-20mm
3． 热极控温范围：室温-99.99℃
4． 冷极控温范围：0-99.0℃
5． 导热系数测试范围：0.05～45 W/m*k
6． 热阻测试范围：0.05～0.000005m2*K/W
7． 压力测量范围：0～1000N
8． 位移测量范围：0～30.00mm
9． 测试精度：优于3％
10． 实验方式：a、试样不同压力下热阻测试。b、材料导热系数测试。c、接触热阻测试。d、铝基板（铜基板）热阻测试。
11． 计算机全自动测试，并实现数据打印输出。
三、测量装置简介
仪器主要由热流测试头、试样厚度测量系统、压力测量系统、电动加压系统、数据测控系统、冷却恒温水槽、计算机系统组成。
热流测试头由加热器、连接样品的上下热极、冷却器、测量热电偶、保温套组成。加热器采用黄铜材料加工而成，内装内热式加热器，由高精度数显温控表控温，提供稳定的热极温度。上下热极由纯铜制成，表面安装有热电偶，热极的作用是传递热量和测量热量。冷却器也是黄铜材料加工而成，内有水槽，通过管导与外恒温水槽相连，利用外恒温水槽与冷却器的水循环，在冷却器中形成第二恒温场，提供下热极冷端稳定温度。测量热电偶由6支组成，分别测量上下热极表面的6个温度点，利用温度梯度计算热流量。试样测厚装置由位移传感器和数字显示仪表组成，可实时检测试样厚度。压力测量系统由压力传感器和数字显示仪表组成，可实时检测试样压力。电动加压系统由电机、直线减速机、电子调速器和控制电路组成，实现自动加压和卸载。计算机系统完成数据采集、数据处理、仪器控制，实现全自动测试。
四、仪器安装
1、连接好恒温水槽与测试主机的水管，并用管卡卡紧，在恒温水槽中加满水。
2、连接好电脑连线，仪器与电脑通信线，所有电源连线。
3、在计算机中安装Microsoft office Excel和Microsoft office Access，再安装DRL导热系数测试软件，如需打印报表还要安装打印机。
4、调节仪器的地脚螺丝，使上下测试杆同轴。
五、 数据处理
1、样品的直径和高
2、热极的直径
3、热电偶T1和T2以及T3和T4之间距离
4、上热极平均温度按照热偶T1和T2测定的温度值t1和t2计算：
t1 + t2
————
2
5、样品的平均温度是通过测量T2和T3热电偶的温度值t2和t3计算：
t2 + t3
————
2
6、按下式计算导热系数：
Acu λcu ( t1 - t2 ) Ls
λs = —— · ——————————————————
As L1 ( t2 – t3 ) – L2 ［( t1 –t2 ) + (t3 – t4 )］
式中：λs —— 测定样品的导热系数W/m·k；
λcu—— 铜热极平均温度的导热系数W/m·k；
Acu—— 垂直于热流方向的热极截面积m2；
As —— 垂直于热流方向的样品截面积m2；
t1和t2—— 热电偶1和2的温度K；
t3和t4—— 热电偶3和4的温度K；
Ls—— 样品的长度m；
L1—— 热电偶1和2之间的距离m；
L2—— 热偶2和上热端面之间的距离m；
导热系数用3位有效数字表示。
7、热流的计算应使用热流计，计算流过热流计的热流公式如下：
(λR ·A)
Q = ———— · [T1-T2]
d
Q —— 热流 ，单位W；
λR—— 热量计材料的导热；
A—— 热量计的面积 M2；
T5-T6 —— 热量计两个热电偶的温差；
d —— 热量计两温差电偶的距离；
8、与试样相接触的高测量块的温度计算公式：
dB
TA= T2 - ———·(T1-T2)
dA
TA —— 与试样相接触的高测量块的温度，K
T1 —— 高测量块的较高温度,K
T2 —— 高测量块的较低温度,K
dA —— 高温传感器间距,m
dB —— 低位传感器到高测量块低表面的距离 ,m
9、与试样相接触的低测量块的温度计算公式
dD
TD=T3 + ———·(T3-T4)
dC
TD—— 与试样接触的低测量块的温度 ,k
T3—— 低位测量块的高温,k
T4—— 低位测量块的低温,k
dC—— 温度传感器之间的距离,m
dD—— 高温传感器到低测量块的高表面之间的距离,m
10、热阻的计算
A
R = (TA-TD) ·——
Q
R —— 热阻,km2/w
TA—— 试样热面温度，k
TD—— 试样冷面温度，k
A—— 试样截面积，m2
Q—— 热流，w
以上只讲述数据处理的基本原理，仪器实际数据处理要复杂得多。
六、测试步骤
（一）实验前准备
1、在保温桶中加入3/4的冰和1/4的水，组成冰水混和物，然后把热电偶的冷端插入冰水混和物中。
2、打开恒温水槽电源开关，设置好所需温度，一般设置室温，其它温度也可以。打开循环开关，建立仪器测试冷端第二恒温场，再打开制冷开关，水槽进入恒温状态。
3、打开仪器主机电源开关。
4、启动计算机。
5、运行DRL导热系数测试系统程序，如弹出通信端口设置窗体，说明仪器使用的通信端口与软件设置不一致，请从下拉框中选择与仪器对应的端口号，然后接“确认”键，进入实验选择窗体。
6、点击所需实验方式，进入相应实验界面。
（二）热阻测试
1、制样：样品直径一般等于30mm，高小于10mm。软试样测试时，可在试样外加围框，如图所示，防止加压后试样变形不能代表试样实际使用情况。导热硅脂接触热阻也可测试。
2、装样：主机上手动/自动开关拔向手动位置，按“卸载”按扭，让下测试杆下降到底（可调大电机速度），在样品的两个面端面涂覆导热硅脂（如热接触好的试样不需要涂），将样品放置在下热极上，然后按“加载”按扭，使下测试杆上升，离接触上测试杆1mm位置按“停止”键停止上升，把手动/自动开关拔到自动，调小电机上升速度。
3、热极温控设置温度中输入热极温度值，一般高于恒温水槽30-40℃，按“确认设置”键，观察程控温度是否与实测温度相同，如不相同按“修改设置”后再按“确认设置”键。按“加热启动”键，观察热极温控表下显示框跳动的“stop”是否消失，如没有按“加热停止”后再按“加热启动”键。
4、输入试样传热截面积，按“确认”键。
5、设置开始压力、结束压力和测试点数，按“确认”键。开始压力是自动加压测试的压力点，结束压力是*后测试的压力，测试点数是从开始压力到结束压力测试几个压力点。
6、按“自动测试”键，仪器进入加压-测试-加压-测试自动状态，直至实验完成。
7、按“生成报告”键，实验数据传到EXCEL，可修改，编揖，另存。其操作与EXCEL相同。
8、重复2-4-5-6-7步骤，测试其它试样。
（三）导热系数测试
1、制样：样品直径一般等于30mm，高小于10mm。如果是很薄的试样，采用多层叠加的办法。粉状或胶状试样用如图所示围框测试，围框材料用导热系数低的材料制成，如PVC等。高导热材料取样可小于30mm直径，高可到30mm，外表需用保温材料保温。试样数量是两个或两个以上相同直径不同厚度。如只一种厚度，可叠试样检测，误差与试样特性有关，如不能叠试样检测，导热系数结果是没有消除测试杆与试样接触热阻影响的结果。
2、装样：主机上手动/自动开关拔向手动位置，按“卸载”按扭，让下测试杆下降到底（可调大电机速度），在样品的两个面端面涂覆导热硅脂（如热接触好的试样不需要涂），将样品放置在下热极上，然后按“加载”按扭，使下测试杆上升，离接触上测试杆1mm位置按“停止”键停止上升，把手动/自动开关拔到自动，调小电机上升速度。
3、热极温控设置温度中输入热极温度值，一般高于恒温水槽30-40℃，按“确认设置”键，观察程控温度是否与实测温度相同，如不相同按“修改设置”后再按“确认设置”键。按“加热启动”键，观察热极温控表下显示框跳动的“stop”是否消失，如没有按“加热停止”后再按“加热启动”键。
4、输入试样传热截面积，选择自动测厚或手动输入试样厚度数据，手动方式需输入试样厚度数据，按“确认”键。
5、选择自动加压或手动加压方式，自动加压方式需输入加压值，按“确认”键。
6、按“开始实验”键，仪器进入自动测试状态，直至测试完成，装另一厚度试样，按“继续实验”键，仪器进入第二厚度自动测试，完成后，可再测第三厚度试样，按“完成实验”键，结束实验。
7、按“生成报告”键，实验数据传到EXCEL，可修改，编揖，另存。其操作与EXCEL相同。
8、重复2-4-5-6-7步骤，测试其它试样。
（四）铝基板的热阻测试
1、制样：按直径30mm制取试样，再制取一块直径30mm铝基板中的铝板，作为零点接触热阻测试用。
2、热极温控设置温度中输入热极温度值，一般高于恒温水槽30-40℃，按“确认设置”键，观察程控温度是否与实测温度相同，如不相同按“修改设置”后再按“确认设置”键。按“加热启动”键，观察热极温控表下显示框跳动的“stop”是否消失，如没有按“加热停止”后再按“加热启动”键。
3、零点测试：主机上手动/自动开关拔向手动位置，按“卸载”按扭，让下测试杆下降到底（可调大电机速度），在零点接触热阻测试用铝板的两个端面涂覆导热硅脂（此导热硅脂必须与测试样品时相同），将铝板放置在下热极上，然后按“加载”按扭，使下测试杆上升，离接触上测试杆1mm位置按“停止”键停止上升，把手动/自动开关拔到自动，调小电机上升速度。选择自动加压方式，输入加压值（如200N，此压力必须与试样测试压力相同），按“确认”键，再按“零点测试”键，仪器进入零点测试状态，直至零点测试完成。
4、样品检测：主机上手动/自动开关拔向手动位置，按“卸载”按扭，让下测试杆下降到底（可调大电机速度），在样品的两个端面涂覆导热硅脂（必须与零点测试所用相同），将样品放置在下热极上，然后按“加载”按扭，使下测试杆上升，离接触上测试杆1mm位置按“停止”键停止上升，把手动/自动开关拔到自动，调小电机上升速度。
5、输入试样传热截面积，选择手动输入试样厚度数据，输入样品绝缘层厚度数据时，测试的导热系数为绝缘层导热系数；输入样品层厚度数据时，测试的导热系数为样品导热系数，按“确认”键。
6、选择自动加压方式，输入加压值（此压力值必须与零点测试相同），按“确认”键。
7、按“开始实验”键，仪器进入自动测试状态，直至测试完成。弹出“输入样品名称”窗体时，输入样品名称后按“确认”键，保存此次结果；按“取消”键，不保存此次结果。按“生成分析图”键，，实验数据传到EXCEL，生成热阻分析图，可修改，编揖，另存。其操作与EXCEL相同。
8、重复4-5-6-7步骤，测试其它试样。
9、按“生成报告”键，实验数据传到EXCEL，可修改，编揖，另存。其操作与EXCEL相同。
10、铝基板测试时，一定要注意样品两端面是否有氧化现象，如有时一定去除氧化，否测试误差变大。
（五）实验后的工作
1、停止加热，退出程序。
2、观察热极温控表下显示框是否有“stop”跳动，没有请手动关闭升温程序。关闭测试主机电源开关。
3、关闭恒温水槽制冷开关，关闭循环开关，关闭电源开关。
4、保护好测试头接触面，可经常用无水酒精清洗测试头接触面。
（六）压力和位移调零
1、上测试头不受力自然状态下按“压力清零”键，完成清零。
2、上下测试头耦合并加点压力，按“位移清零”键，清零。
七、配件
1、测试主机 1台
2、高精度恒温水槽 1台
3、品牌计算机及打印机 1套
4、测试软件 1套
5、说明书 1份
6、温控表说明书 1套
7、合格证
更新时间：2024/4/11 9:13:30
