瞬态平面热源法导热仪用于各种不同类型材料的热传导性能的测试

2023/09/11   下载量： 0 次

方案摘要

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应用领域 石油/化工
检测样本 聚乙烯(PE)
检测项目
参考标准 GB/T32064--2015

瞬态平面热源技术(TPS)是用于测量导热系数的一种新型的方法，由瑞典Chalmer理工大学的Silas Gustafsson教授在热线法的基础上发展起来的。它测定材料热物性的原理是基于无限大介质中阶跃加热的圆盘形热源产生的瞬态温度响应。利用热阻性材料做成一个平面的探头，同时作为热源和温度传感器。合金的热阻系数一温度和电阻的关系呈线性关系，即通过了解电阻的变化可以知道热量的损失，从而反映了样品的导热性能。该方法的探头即是采用导电合金经刻蚀处理后形成的连续双螺旋结构薄片，外层为双层的绝缘保护层，厚度很薄，它令探头具有一定的机械强度并保持与样品之间的电绝缘性。在测试过程中，探头被放置于样品中间进行测试。电流通过探头时，产生一定的温度上升，产生的热量同时向探头两侧的样品进行扩散，热扩散的速度依赖于材料的热传导特性。通过记录温度与探头的响应时间，由数学模型可以直接得到导热系数。

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配置单
方案详情

1、预热

先观察拿到的样品，要使被测样品的表面保持平整光滑。

预热过程：把探头放置在两个待测样品之间，利用弹簧架将探头压紧，且确保探头置于样品中心位置。

将主机的电源线和与电脑之间的连接线接好。

把功率旋钮逆时针旋到底，然后打开主机电源通电30分钟，在软件中设置与仪器的通信连接，并连接成功。

这段时间内不作任何操作；

2、预测试

预测过程：预热过程结束以后，可先对样品进行预测，从而确定样品导热系数的大致范围。shou先用2号探头对被测样品进行预测。测量时间设置为160S，然后单击OK，时间设置完成；设置计算探头电阻，然后把功率调到最小，再调节曲线基准（测试时间为160S时，调至0.02-0.03之间；测试时间为40S时，调至0.03-0.05之间；测试时间为10S时，调至0.05-0.07之间；测试时间为5S时，调至0.07-0.10之间；）

待主机参数设置后，不断点击探头阻值后的计算按钮直至探头阻值不发生变化并保持稳定为止；

（设置样品的测试参数）

在计算机软件中将仪器设置的数据输入进计算机中。根据预测的实验数据确定所用探头型号，如果样品大致的导热系数小于0.2就用1号探头进行测试，如果样品的导热系数大于0.2可以使用2号探头进行测试。用1号探头测试的样品其测试软件中的TCR设置为0.009，用2号探头测试的样品其测试软件中的TCR设置为0.005。为保证探头的安全性，1号探头的功率不能超过0.4W，2号探头的功率不能超过14W。

 

按主机上功能键设置的参数填写软件,；然后开始测量，等到主机的蜂鸣器响起，此时主机上传数据结束；测试结束静置10分钟以后，即可进行正常的实验测试；

3、测试

预测试结束后，多次重复上述测试步骤，得出有关结果。

注：在软件设置中1号探头设置TCR为0.009；2号探头设置TCR为0.005。

4、结果

根据要求操作上位机软件，分析得到待测材料的导热系数。

 


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文献贡献者

上海众路实业有限公司
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