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導(dǎo)熱硅膠片導(dǎo)熱系數(shù)測定方法

目錄:導(dǎo)熱產(chǎn)品知識星級:3星級人氣:-發(fā)表時間:2016-05-24 13:40:00
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    目前在導(dǎo)熱硅膠片行業(yè)中導(dǎo)熱系數(shù)及其導(dǎo)熱性能測試方法中主要有三種主流方法:熱板法(Hot Plate)/熱流計法(Heat Flow Meter)、激光散光法(Laser Flash)和Hot Disk(TPS技術(shù))。以下就這三種測試方法給大家進(jìn)行一個簡單介紹及比較。


                    導(dǎo)熱硅膠片導(dǎo)熱系數(shù)測定 
   1. 熱板法(Hot Plate)/熱流計法(Heat Flow Meter)穩(wěn)態(tài)法,原理是Fourier傳熱方程式計算法:
 dQ=-λdA·dt/dn
 其中:式中 Q-----導(dǎo)熱速率,w;
       A------導(dǎo)熱面積,m2;
       dt/dn-----溫度梯度,K/m;
       λ------導(dǎo)熱系數(shù),w/m·K;
  測試過程中對樣品施加一定的熱流量,測試樣品的厚度和在熱板/冷板間的溫度差,得到樣品的導(dǎo)熱系數(shù),測試過程中需要樣品為常規(guī)形狀的大塊體以獲得足夠的溫度差。誤差來源:熱板/冷板中的樣品沒有很好的進(jìn)行保護(hù),存在一定的熱損失。測溫元件是熱電偶,將熱板/冷板間隙的界面影響都計算在內(nèi)。第一個誤差來源令這個方法不適合導(dǎo)熱系數(shù)>2W/mK的樣品,熱損失太大,而且溫度越高,誤差越大。第二個誤差來源實(shí)際是將接觸熱阻也計算在內(nèi),溫度差偏大,因此實(shí)際測得的導(dǎo)熱系數(shù)偏低。另外,這一方法只能提供導(dǎo)熱系數(shù)的數(shù)據(jù),精度為5%。
 
  2. 激光散光法(Laser Flash)
    瞬態(tài)法,其原理是一束激光打在樣品上表面,用紅外檢測器測下表面的溫度變化,實(shí)際測得的數(shù)據(jù)是樣品的熱擴(kuò)散率,通過與標(biāo)準(zhǔn)樣品的比較,同時得到樣品的密度和比熱,通過Cp=λ/H, H----熱擴(kuò)散系數(shù),m2/s;λ----導(dǎo)熱系數(shù),w/m·K;Cp----體積比熱,J/m3·K,并通過數(shù)據(jù)計算得到樣品的導(dǎo)熱系數(shù)。此測試方式優(yōu)點(diǎn)是快速,非接觸法,適合高溫,高導(dǎo)熱樣品,但不適合多層結(jié)構(gòu)、涂層、泡沫、液體、各向異性材料等。原因是激光法測試的是熱擴(kuò)散率,數(shù)學(xué)模式建立在各向同性材料的基礎(chǔ)上,如為多層結(jié)構(gòu)、涂層,或樣品存在吸收/輻射,則測得樣品的比熱出現(xiàn)較大偏差。另外,還需要用其他方法測得密度,才能折算為導(dǎo)熱系數(shù),增加了誤差的來源。通常,激光脈沖法精度為熱擴(kuò)散率3%,比熱7%,導(dǎo)熱系數(shù)10%。

      3、Hot Disk(TPS技術(shù))
樣品尺寸:固體:直徑或邊長大于2mm,厚度大于0.5mm(2個一模一樣),樣品可以為不規(guī)則形狀,只要上下表面平整即可;導(dǎo)熱系數(shù)范圍: 0.005―500 W/mK 。溫度范圍: 室溫 ― 700°C,測試原理:瞬變平面熱源技術(shù)(TPS),測試模塊:基本、薄膜、平板、各向異性、單面、比熱。探頭尺寸:2-29.40 mm 。

 

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