导热系数是材料本身一项重要参数,可以通过仪器精确测量获得,以此来区分哪些材料是导热材料,哪些材料是绝热材料。材料导热性能的精确测定对于环境工程、建筑工程、节能保温工程、教研都有重要意义。南京睿督公司分享各种方法的导热系数检测主要特点,如何选用合适的导热系数测试方法。
Q:什么是材料的导热性能?
A:导热性能是材料传递热量的能力,用导热系数表示。导热系数的物理意义为:在稳定传热条件下,当材料层单位厚度内的温差为1℃时,在1h内通过1m2表面积的热量,单位是W/m·K。材料导热系数越大,导热性能越好。
Q:影响材料的导热性能因素有哪些?
A:材料本身的组成是影响导热系数最重要的因素,金属材料的导热系数最大,无机非金属材料导热系数次之,有机材料的导热系数最小。除此以外,材料的微观结构、孔隙率、孔隙特征和含水率对等因素对导热系数也有影响。
Q:什么是绝热材料?
A:土木工程中用于保温、隔热的材料统称为绝热材料,通常把导热系数小于0.23W/(m·K)的材料称为绝热材料。如:岩棉、泡沫玻璃等。
Q:材料导热系数的测试方法有哪些?
A:根据导热过程的宏观机理可分为稳态法和瞬态法,常规的热流计法,防护热板法等属于稳态法;激光闪射法,热线法和平面热源法等都在瞬态法的范畴之内。
现在,我们就具体了解各种方法的导热系数检测主要特点,如何选用合适的导热系数测试方法。
稳态法之一:热流计法
测试原理:当热板和冷板在恒定温度和恒定温差的温度状态下,用已标定的热流传感器测量穿过样品的热流,在达到热平衡后,测得最终的数据。
本方法是间接或相对的方法,原理简答清晰,精确度高。
测试参数 | 适用范围 热阻ASTM C518 ISO 8301 如:岩棉、玻璃棉、橡胶等 | 测试标准 |
导热系数 | EN 12667 / 12664 / GB/T 10294 | 适用于导热系数0.015~0.5 W/(m·K) 平整度高的保温绝热材料 |
瞬态法之一:激光闪射法
测试原理:在一定的设定温度下,由激光源在瞬间发射一束光脉冲,均匀照射在样品下表面,使其表层吸收光能后温度瞬时升高,并作为热端将能量以一维热传导方式向冷端传播。通过温度升高对时间的关系曲线即可得到热扩散系数。在已知设定温度下的热扩散系数、比热与密度便可计算得出此温度下的导热系数。
本方法是热扩散系数的绝对法。
测试参数 | 适用范围 导热系数ASTM E1461 ISO 13826 GB/T 22588-2008 | 导热系数测试范围:0.1-4000 W/(m·K), |
瞬态法之二:热线法
测试原理:在匀温的各向同性均质试样中放置一根电阻丝,即所谓的“热线”,当热线以恒定功率放热时,热线和其附近试样的温度将会随时间升高。根据其温度随时间变化的关系,可确定试样的导热系数。
本方法是应用比较多的方法。
测试参数 | 适用范围 | 2 W/(m·K) 各向同性均质非金属固体材料 | 测试标准 |
热扩散系数 | GB/T 32064 | 适用于非绝热材料的高导材料、液体、气体和粉体材料 |
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