方法选择建议
材料类型:
低导热材料(如塑料、绝热材料)优先选稳态法(热流法、保护热板法)。
高导热或高温材料(如金属、陶瓷)适合瞬态法(激光闪射法、热线法)。
非均质或复杂形态材料(如液体、粉末)推荐瞬变平面热源法。
测试场景:
实验室高精度测量:稳态法(如保护热板法)。
工业快速检测:瞬态法(如Hot Disk法)。
标准参考:
中国标准:GB/T 10294(稳态)、GB/T 22588(激光闪射)。
:ASTM D5470(薄型材料)、ISO 22007(平面热源法)
导热系数测试方法,深圳华瑞测试导热系数检测分析中心
导热系数的测试方法主要分为稳态法和**瞬态法(非稳态法)**两大类,根据材料特性、测试需求和精度要求选择合适的方法。以下是主要测试方法的与对比:
一、稳态法
1. 热流法
原理:通过热流传感器测量稳定传热条件下的热流密度和温差,结合样品厚度计算导热系数。
标准:ASTM C518、GB/T 10295。
优点:操作简单、精度较高(误差约5%)。
缺点:需较大样品尺寸,对温度控制要求严格。
适用材料:塑料、橡胶、绝热材料等低导热材料。
2. 保护热板法
原理:通过热板与冷板形成稳定热流,结合防护加热器减少横向热损失,提高精度。
标准:GB/T 10294、ASTM C177。
优点:精度高(误差约3%),适合均质材料。
缺点:设备复杂、样品制备繁琐。
适用材料:岩土、玻璃、陶瓷等。
3. 热流计法(ASTMD5470)
原理:模拟实际工况,通过测量不同厚度样品的热阻推算导热系数。
适用场景:薄型材料(如导热硅胶片)、接触热阻测量。
优点:贴近实际使用状态。
缺点:测试时间长,样品需满足一定厚度要求。
二、瞬态法(非稳态法)
1. 热线法
原理:在样品中插入热线,测量温度随时间的变化计算导热系数。
标准:ASTM C1113、GB/T 5990。
优点:快速(几分钟)、样品尺寸要求低。
缺点:误差较大(5%~10%),适合中等导热材料(0.1~几十 W/m·K)。
2. 激光闪射法(ASTME1461)
原理:用激光脉冲加热样品表面,红外探测温度变化,结合比热和密度计算导热系数。
标准:GB/T 22588、ISO 22007。
优点:非接触、高温适用(可达2800℃)、高精度。
缺点:需已知比热和密度,不适合膏状材料。
3. 瞬变平面热源法(HotDisk法)
原理:利用平面探头加热并记录温度响应,通过数学模型计算导热系数和热扩散系数。
标准:ISO 22007-2。
优点:快速(单次≤3分钟)、适用性广(固体、液体、粉末、薄膜)。
缺点:不适用于各向异性材料(如石墨片)。
三、方法选择建议
材料类型:
低导热材料(如塑料、绝热材料)优先选稳态法(热流法、保护热板法)。
高导热或高温材料(如金属、陶瓷)适合瞬态法(激光闪射法、热线法)。
非均质或复杂形态材料(如液体、粉末)推荐瞬变平面热源法。
测试场景:
实验室高精度测量:稳态法(如保护热板法)。
工业快速检测:瞬态法(如Hot Disk法)。
标准参考:
中国标准:GB/T 10294(稳态)、GB/T 22588(激光闪射)。
:ASTM D5470(薄型材料)、ISO 22007(平面热源法)。
四、常见测试仪器
稳态法:耐驰HFM436(保护热板法)、DRL-III导热仪(热流法)。
瞬态法:Hot Disk TPS2500(平面热源法)、耐驰LFA447(激光闪射法)