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金屬合金的導(dǎo)熱系數(shù)測試方法

作者:小編時(shí)間:2024-11-01 次瀏覽

信息摘要: 金屬的導(dǎo)熱系數(shù)測試時(shí)材料科學(xué)的重要技術(shù),它對于企業(yè)去評估材料的導(dǎo)熱能力至關(guān)重要以及在產(chǎn)品中的使用優(yōu)化。

  金屬的導(dǎo)熱系數(shù)測試時(shí)材料科學(xué)的重要技術(shù),它對于企業(yè)去評估材料的導(dǎo)熱能力至關(guān)重要以及在產(chǎn)品中的使用優(yōu)化。金屬導(dǎo)熱系數(shù)的測量在能源、建筑行業(yè)等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用發(fā)展前景。導(dǎo)熱系數(shù)是指單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的熱量,是衡量材料導(dǎo)熱能力的重要標(biāo)準(zhǔn)。

  

  金屬導(dǎo)熱系數(shù)的測試方法有很多,其中常見的是熱板法、熱流計(jì)法、和熱源法。本次我們采用的是瞬態(tài)平面熱源技術(shù)(TPS)開發(fā)的導(dǎo)熱儀來進(jìn)行金屬導(dǎo)熱系數(shù)測試,相比于其他的測量方法,瞬態(tài)熱源法測量的速度快,測量范圍廣,操作更加方便快捷。

  

  一、實(shí)驗(yàn)原理與設(shè)備 

  瞬態(tài)平面熱源法是研究熱傳導(dǎo)性能中準(zhǔn)確、快捷的一種方法。它是一種新新技術(shù),在研究材料時(shí)能夠快速準(zhǔn)確的測量熱導(dǎo)率。該方法采用了雙螺旋結(jié)構(gòu)的平面探頭,利用熱阻性材料刻蝕成的一個(gè)平面探頭,同時(shí)作為熱源和溫度傳感器。在測試過程中,探頭會(huì)放置于樣品中間進(jìn)行測試,電流通過探頭時(shí),會(huì)產(chǎn)生一定的溫度上升,并且探頭上會(huì)產(chǎn)生一定的電壓變化,產(chǎn)生的溫度會(huì)通過探頭上下的樣品進(jìn)行熱擴(kuò)散,擴(kuò)散的速度取決于樣品的導(dǎo)熱系數(shù),如何把采集的數(shù)據(jù)通過上位機(jī)數(shù)字模型軟件進(jìn)行分析處理,計(jì)算得到導(dǎo)熱系數(shù)。

  

  本次實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用南京大展檢測儀器生產(chǎn)的DZDR-S導(dǎo)熱系數(shù)測定儀(如下圖1-1)

       本次實(shí)驗(yàn)主要包括主機(jī)、待測樣(氧化鋁塊)、探頭、以及數(shù)據(jù)采集軟件。

  

  二、實(shí)驗(yàn)步驟與操作 

  1.打開實(shí)驗(yàn)設(shè)備,進(jìn)行設(shè)備性調(diào)整與準(zhǔn)備工作?!?/span>

  2.將探頭放置于樣品中間并用工裝夾具夾取待測樣,確保探頭置于樣品中心(如下圖1-2)?!?/span>

  3.設(shè)置設(shè)備界面,時(shí)間、探頭電阻、功率、基準(zhǔn)?!?/span>

  4.打開上位機(jī)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)連接,填寫相關(guān)參數(shù)電阻、功率。點(diǎn)擊開始測試等待主機(jī)蜂鳴器響起,點(diǎn)擊軟件分析導(dǎo)熱系數(shù)(如下圖1-3)?!?/span>

  5.測試結(jié)束等待10分鐘以后,待樣品與探頭冷卻后,重復(fù)上述步驟進(jìn)行重復(fù)性測試。

  推廣宣傳圖1.jpg 

圖1-1

       圖片2.png

圖1-2

圖片1.png

圖1-3

  三、結(jié)果分析 

  通過本次實(shí)驗(yàn),我們得知氧化鋁導(dǎo)熱系數(shù)150.36W/mK,熱擴(kuò)散系數(shù)為98m2/s。并初步分析了影響導(dǎo)熱系數(shù)的一些關(guān)鍵因素。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,內(nèi)部環(huán)境來講,金屬的導(dǎo)熱系數(shù)受到其本身內(nèi)部結(jié)構(gòu)、雜質(zhì)成分等因素密切相關(guān)。外部環(huán)境來說,實(shí)驗(yàn)過程也可能受到外部環(huán)境的影響,如溫度波動(dòng)、空氣環(huán)境波動(dòng)等。這些不穩(wěn)定性因素都會(huì)影響測試的結(jié)果。

  

  四、結(jié)論討論 

  綜上所述、本實(shí)驗(yàn)通過實(shí)際測量與分析,探究金屬合金的導(dǎo)熱系數(shù)與影響因素,為深入理解金屬導(dǎo)熱機(jī)制與導(dǎo)熱系數(shù)的測量提供了準(zhǔn)確數(shù)據(jù)參考。通過不斷改進(jìn)和優(yōu)化測量方法,我們可能更加準(zhǔn)確的去了解金屬合金的導(dǎo)熱系數(shù),為材料科學(xué)、化學(xué)工業(yè)等等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)展提供有益的價(jià)值。


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