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详解“导热系数”

详解“导热系数”

作者:admin    来源:未知    发布时间:2019-01-07 15:52    浏览量:

今天我们来科普一下关于导热系数的相关知识,在这之前,我们首先要了解一下热传导。

  热传导与我们的日常生活息息相关,如: 

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  这些现象都包含了一个热量传递的物理过程,热传导(简称导热),指两个相互接触且温度不同的物体,或同物体的各不同温度部分间在不发生相对 宏观 位移的情况下所进行的热量传递过程。
 

  导热系数(又称热导率)是表示材料热传导性质的物理量,反映了材料导热能力的大小。

  导热系数的定义是:在稳定传热条件下, 1m 厚的 材料 ,两侧表面的温差为 1 度( K   ),在 1 秒内( 1s ),通过 1 平方米面积传递的 热量 ,单位为瓦 /  ·     W/(m·K) ,此处为 K 可用  代替)。

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  材料的导热系数不仅与材料的物质种类有关,而且与它的微观结构、填料含量等有密切联系。在科学实验和工程设计中,所用材料的导热系数都需要用实验的方法精确测定。测试导热系数的方法多种多样,比如:稳态热板法(参照标准: ASTM D5470)、激光闪射法(参照标准: ASTM E1461 )、瞬态平面热源法(参照标准:ISO 22007-2 )。各种不同方法与测试标准得出的数据会有差异。目前,在导热硅胶片行业中,国际通用的测试标准是 ASTM D5470 ISO 22007-2 两种。

  ASTM D5470 是美国材料试验协会制订的热导性电绝缘材料的热传输特性的标准试验方法, 采用稳态热板法,对样品施加一定的热流量,压力,测试样品的厚度和在热板 / 冷板间的温度差,得到样品的导热系数。

稳态热板法原理

稳态热板法原理(图)

博里业定律:

热阻:

导热系数:

 


 

  这种测试方式更能模拟实际的使用状态,通过热阻反映导热系数。傲川科技有限公司拥有DRL-II型、DRL-III型导热系数测试仪,以及LW-9389型界面材料热阻及热传导系数仪可进行符合ASTM D5470标准的导热系数测试。

DRL-II型导热系数测试仪

DRL-II型导热系数测试仪 (图)

DRL-III 型导热系数测试仪

DRL-III型导热系数测试仪 (图)

LW-9389型界面材料热阻及热传导系数仪

LW-9389型界面材料热阻及热传导系数仪 (图)

   国内外许多著名导热硅胶片生产企业也同样采用这一测试方法 和标准。 但这种方法需要一定厚度样品以获得足够的温度差;接触热阻会影响测试结果;为了达到稳态,通常测试的时间较长。

  那么有没有一种简便快捷地测出导热系数的方法呢?

  参照国际标准ISO 22007-2的瞬态平面热源法(TPS)是目前研究材料导热性能的方法中最方便、精确的一种,通常测试一次只需几分钟。它是一种新技术,在研究材料时能够同时测量热导率、热扩散率以及单位体积的热容。

  这种方法采用一个瞬间热平面探头 Hot Disk 探头),我们也将其称之为 Hot Disk  法。Hot Disk  探头是由导电模式的,形状是双螺旋结构,是用金属薄片(如镍)刻蚀成 的。这种双螺旋结构是由两片薄的绝缘材料(聚酰亚胺,云母等)夹着的,类似于三明治的结构。

Hot Disk探头(两股螺旋线探针作为加热/传感元件) (图)

  它的原理是,基于无限大介质中阶跃加热的圆盘型热源产生的瞬态温度响应。利用热阻性材料镍做成一个平面探头,同时作为热源和温度的传感器。镍的热电阻系数—温度和电阻的关系呈线性关系,即可通过了解电阻的变化可以知道热量的损失,从而反映样品的导热性能。

  本公司拥有从瑞典进口的Hot Disk 2500S热传导系数测试仪,可 参照国际标准ISO 22007-2 为广大客户快速准确地测出导线系数。

Hot disk 导热测试仪

 

Hot Disk 导热测试仪

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