01導(dǎo)熱系數(shù)概念
導(dǎo)熱系數(shù)是表征物質(zhì)熱傳導(dǎo)性質(zhì)的物理量,通常用k、λ或κ表示。是判斷導(dǎo)熱材料傳熱性能優(yōu)劣的重要依據(jù)。通常情況下,導(dǎo)熱系數(shù)越高,導(dǎo)熱性能越好。
02 導(dǎo)熱測試方法
01穩(wěn)態(tài)法
穩(wěn)態(tài)法就是當(dāng)待測試樣上溫度分布達(dá)到穩(wěn)定后,通過測量試樣內(nèi)的溫度梯度和穿過試樣的熱流來測出導(dǎo)熱系數(shù)。
穩(wěn)態(tài)法具有原理清晰、模型簡單、可準(zhǔn)確直接地獲得熱導(dǎo)率絕對(duì)值等優(yōu)點(diǎn),常見方法有熱流計(jì)法、平板法、防護(hù)熱板法、軸線熱流法等。
穩(wěn)態(tài)法主要用于測量固體材料,特別是低導(dǎo)熱系數(shù)材料(如保溫材料)的導(dǎo)熱系數(shù)測試。
02瞬態(tài)法
瞬態(tài)法是當(dāng)被測試樣整體達(dá)到溫度均勻和恒定后,在試樣加載一個(gè)微小的溫度擾動(dòng),通過檢測此溫度擾動(dòng)波形,可以直接計(jì)算出被測試樣在此恒定溫度下的熱導(dǎo)率。
瞬態(tài)法的特點(diǎn)是測量時(shí)間短,測量范圍寬,精確性高,對(duì)環(huán)境要求低,制樣簡單。常見方法有激光閃射法、熱帶法、熱線法、平面熱源法、探針法等。
瞬態(tài)法多用于研究高導(dǎo)熱材料,或在高溫條件下進(jìn)行測量。
03 Linseis導(dǎo)熱系列設(shè)備
01穩(wěn)態(tài)法
HFM(熱流計(jì))
TIM-tester(材料熱阻導(dǎo)熱測試儀)
02瞬態(tài)法
THB(瞬態(tài)熱橋法測試儀)
LFA(激光導(dǎo)熱儀)
PLH(微米薄膜導(dǎo)熱儀)
TFA(薄膜物性分析儀)
TF-LFA(頻域、時(shí)域熱反射導(dǎo)熱儀)
04導(dǎo)熱儀器簡介
HFM
原理:將樣品放置在一個(gè)冷板和熱板之間,測量二者之間的熱流。
可以快速、簡單并且準(zhǔn)確的測量低導(dǎo)熱系數(shù)保溫材料和其他材料的導(dǎo)熱性能。符合ASTM E1530標(biāo)準(zhǔn)。
TIM-tester
能夠測試各種界面材料(如導(dǎo)熱膠、導(dǎo)熱膏、導(dǎo)熱墊)的熱阻、接觸熱阻和導(dǎo)熱系數(shù)。適用于電子行業(yè),如電池、電子封裝等。
符合ASTM D5470-17標(biāo)準(zhǔn)。
THB
德國計(jì)量院與LINSEIS公司聯(lián)合研發(fā),能快速簡便地測量樣品的熱導(dǎo)率、熱擴(kuò)散率和比熱。
符合ASTM D5334, ASTM D5930標(biāo)準(zhǔn),有多種傳感器可供選擇,適用于固體、液體、氣體、粉末、糊狀物等的導(dǎo)熱系數(shù)測試。
LFA
原理:在一定溫度下,由激光源發(fā)射的激光均勻照射在樣品下表面,使樣品均勻加熱,通過紅外檢測器連續(xù)測量樣品背表面的溫升過程,得到溫度和時(shí)間的關(guān)系曲線,從而計(jì)算樣品的熱擴(kuò)散系數(shù)。
符合ASTM E1461, ASTM E2585,ASTM C714等標(biāo)準(zhǔn)。
PLH
原理:采用調(diào)制激光照射樣品,使樣品表面獲得周期加熱源。熱量被樣品吸收后傳遞到樣品背面,紅外檢測器采集樣品背表面溫度變化反饋到信號(hào)放大器,通過連續(xù)調(diào)整激光頻率,檢測溫度的相位和幅值變化,從而分析計(jì)算相位和幅值變化關(guān)系來確定樣品熱擴(kuò)散系數(shù)。
適用10-500μm厚度樣品測試,解決薄膜樣品測試難點(diǎn)。
TFA
將薄膜樣品沉積到預(yù)制芯片上,可以同時(shí)測量nm-um薄膜樣品面內(nèi)方向的導(dǎo)熱系數(shù)、電導(dǎo)率、賽貝克系數(shù)、霍爾系數(shù)等參數(shù)。
TF-LFA
分析模型:TDTR(時(shí)域熱反射)技術(shù)通常建立雙溫度模型,從實(shí)驗(yàn)測量的反射率中提取出溫度變化量,從而計(jì)算得到樣品的熱導(dǎo)率。FDTR(頻域熱反射)通過調(diào)制加熱材料的泵浦光頻率、分析反射探測光的熱信號(hào),可以實(shí)現(xiàn)微納尺度下材料的快速、非接觸、無損測量。
TF-LFA主要測量nm-um薄膜材料的面間(厚度方向)導(dǎo)熱系數(shù)。
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