金屬的導熱系數(shù)測試時材料科學的重要技術，它對于企業(yè)去評估材料的導熱能力至關重要以及在產(chǎn)品中的使用優(yōu)化。金屬導熱系數(shù)的測量在能源、建筑行業(yè)等領域具有廣泛應用發(fā)展前景。導熱系數(shù)是指單位時間內通過單位面積的熱量，是衡量材料導熱能力的重要標準。
金屬導熱系數(shù)的測試方法有很多，其中常見的是熱板法、熱流計法、和熱源法。本次我們采用的是瞬態(tài)平面熱源技術(TPS)開發(fā)的導熱儀來進行金屬導熱系數(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、實驗原理與設備
瞬態(tài)平面熱源法是研究熱傳導性能中準確、快捷的一種方法。它是一種新新技術，在研究材料時能夠快速準確的測量熱導率。該方法采用了雙螺旋結構的平面探頭，利用熱阻性材料刻蝕成的一個平面探頭，同時作為熱源和溫度傳感器。在測試過程中，探頭會放置于樣品中間進行測試，電流通過探頭時，會產(chǎn)生一定的溫度上升，并且探頭上會產(chǎn)生一定的電壓變化，產(chǎn)生的溫度會通過探頭上下的樣品進行熱擴散，擴散的速度取決于樣品的導熱系數(shù)，如何把采集的數(shù)據(jù)通過上位機數(shù)字模型軟件進行分析處理，計算得到導熱系數(shù)。
本次實驗設備采用南京大展檢測儀器生產(chǎn)的DZDR-S導熱系數(shù)測定儀（如下圖1-1）
本次實驗主要包括主機、待測樣（氧化鋁塊）、探頭、以及數(shù)據(jù)采集軟件。
二、實驗步驟與操作
1.打開實驗設備，進行設備性調整與準備工作?！?/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.設置設備界面，時間、探頭電阻、功率、基準?！?/span>
4.打開上位機分析軟件進行數(shù)據(jù)連接，填寫相關參數(shù)電阻、功率。點擊開始測試等待主機蜂鳴器響起，點擊軟件分析導熱系數(shù)（如下圖1-3）?！?/span>
5.測試結束等待10分鐘以后，待樣品與探頭冷卻后，重復上述步驟進行重復性測試。
圖1-1
圖1-2
圖1-3
三、結果分析
通過本次實驗，我們得知氧化鋁導熱系數(shù)150.36W/mK，熱擴散系數(shù)為98m2/s。并初步分析了影響導熱系數(shù)的一些關鍵因素。通過實驗結果表明，內部環(huán)境來講，金屬的導熱系數(shù)受到其本身內部結構、雜質成分等因素密切相關。外部環(huán)境來說，實驗過程也可能受到外部環(huán)境的影響，如溫度波動、空氣環(huán)境波動等。這些不穩(wěn)定性因素都會影響測試的結果。
四、結論討論
綜上所述、本實驗通過實際測量與分析，探究金屬合金的導熱系數(shù)與影響因素，為深入理解金屬導熱機制與導熱系數(shù)的測量提供了準確數(shù)據(jù)參考。通過不斷改進和優(yōu)化測量方法，我們可能更加準確的去了解金屬合金的導熱系數(shù)，為材料科學、化學工業(yè)等等工業(yè)生產(chǎn)領域發(fā)展提供有益的價值。
