瞬态平面热源法导热系数测试系统

三. 技术指标

（1）温度变化范围：-269℃～250℃（依据所用温度环境装置）。

（2）气压控制范围：3Pa～个标准大气压，气体可以是空气、氮气等，波动率小于±1%。

（3）通道数：4线制连接，共8个通道。手动切换和计算机程控切换，zei多可同时测量8组试样。

（4）试样形式和尺寸：zei大试样尺寸为50mm×50mm×40mm。

（5）试样形式：固体、粉体、膏状物、薄板和薄膜等。

（6）导热系数测量范围：0.005～500W/mK。

（7）导热系数测量精度：优于±5%。

（8）导热系数测量重复性：优于±7%。

（9）薄板试样测试：薄板厚度范围0.1～10mm，导热系数测量范围为10～500 W/mK。

（10）薄膜试样测试：薄膜厚度范围为0.01～2 mm，导热系数测试范围0.005～10 W/mK。 

四. 应用

（1） 瞬态平面热源法薄板试样测试方法

对于薄板或薄片状材料，瞬态平面热源法中有专门的测试模型用于导热系数测量，所测试的导热系数是试样整体的导热系数，而不是面内方向的导热系数。如下图所示，测量时先选择两块厚度一致的样品，精确测量样品厚度后，将两块薄板样品分别放置于探头的两边，然后用两块相同材质的绝热隔热材料压紧，使探头与样品之间没有空隙，以保证探头产生的所有热量均为样品所吸收。

薄板样品的直径或边长一般应大于50mm。每片样品的厚度可以从0.2mm至8mm不等，这取决于探头半径。薄板试样测试方法与块状试样测试方法有些类似，主要的区别有两点：

被测薄板试样的外侧要用绝缘低导热材料压紧，使得试样四周的热损失与探测器加热量相比非常小。

在试样中的热流传递主要在薄板试样面内方向上进行，所以瞬态平面热源法薄板测试模型假设试样是无限大平板热传递模型。

（2） 瞬态平面热源法薄膜试样测试方法

对于薄膜材料（电绝缘），瞬态平面热源法中采用了薄膜测试模型用于导热系数测量，所测试的导热系数是试样整体的导热系数，而不是面内方向的导热系数。

测试时，探头被放置于两片样品和导热性能良好的背景材料之间。测量时，根据薄膜材料的接触热阻的数据计算得到样品的导热系数。

如下图所示，测量时先选择两片厚度一致的薄膜样品，精确测量薄膜样品厚度后，将两块薄膜样品分别放置于探头的两边，然后用两块相同的不锈钢块压紧，使探头与样品之间没有空隙，以保证探头产生的所有热量均为样品所吸收。

需要注意的是，在瞬态平面热源法薄膜导热系数测量过程中，被测试样一般没有加载力或加载力很小，对于试样的加载也是为了让被测试样贴紧探头减少探头与被测试样之间的热阻。  

（3）不同气压下的导热系数测量

硬质聚氨酯泡沫塑料试样，环境温度25℃，每个气压点上至少进行十次重复性测量，采用HOTDISK 4921探头，加热功率0.01～0.006W，加热时间160秒和320秒。

（4）不同温度导热硅脂导热系数测量

导热硅脂试样，测试温度25～150℃，每个温度点上至少进行10次重复性测量，采用4921探头。