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閃光法熱擴散系數測試


儀器品牌:美國TA

儀器型號:DXF500.

儀器外觀圖:

樣品尺寸:圓柱的片狀:直徑12.7mm±0.1mm,粉末、液體、融體都可以。

測試標準:ASTM E1461,ASTM E2585,DIN EN821,DIN 30905,ISO 22007,ISO 18755

測試項目:熱擴散系數

熱擴散范圍:>0.0001cm2/s

測試溫度:RT to 500°C

測試類別:融體、石蠟、液體、粉末

DXF500光源模塊采用了高速氙燈脈沖發射系統HSXD,該配置充分利用了氙燈閃光燈管的功率并在專有波導的幫助下將其傳輸到環境模塊內的樣品上。DXF把來自閃光源的充足能量均勻地集中在樣品的整個表面上,而產生的脈沖與其他很多基于商業激光系統相比脈寬較短,為400微秒到600微秒,憑借優化的光學裝置以及較寬的光譜范圍,對于直徑達25mm的樣品,也能夠有足夠的能量照射進行高精度的測量。對非均質的樣品的測量更具代表性。




保護熱板法導熱系數、熱阻測試


儀器品牌:美國lasercomp

儀器型號:HC-074-200

樣品尺寸:長100-300mm,寬100-300mm,厚度1~100mm;

測試標準:SRM1450 ,ASTM-C177,GB/T10294 ,GB/T17794, GB/T3399,DIN EN 12939, DIN EN 13163;

測試項目:導熱系數、熱阻;

導熱系數范圍:0.001 ~ 2.5 W/m·K,適用于絕熱材料、保溫材料;可控制材料之受熱面溫度或冷卻面溫度,分析材料在不同溫度下的熱阻;
測試溫度:-20°C to 85°C;

測試類別:絕熱材料、保溫材料、建筑材料等低導熱材料{包括纖維板、纖維片、疏松填充的玻璃纖維、礦棉、橫長纖維、陶瓷纖維、泡沫塑料(PUR EPS XPS)、粉末、泡沫(玻璃、橡膠)、真空絕熱板(VIP)、聚苯乙烯泡沫塑料板、巖物棉板、發泡水泥、新型膨脹珍珠巖保溫系統、聚苯顆粒保溫料漿多層復合板、石膏板、木材、水泥、砂、土壤等等}。




激光法水平方向導熱系數、熱擴散系數、比熱容測試


儀器品牌:德國耐馳

儀器型號:LFA447

儀器外觀圖:

樣品尺寸:圓片,直徑:25.4mm,厚度≤0.1mmm,最薄可以測試厚度0.015mm(需要提供2-3個一模一樣的樣品);

測試標準:ASTM E1461

測試項目:導熱系數、熱擴散系數、比熱容;

導熱系數范圍:0.1--2000 W/m*K

測試溫度:常溫

測試類別:石墨片、石墨烯、導熱塑料、銅箔、鐵片、鋁片等材料水平方向導熱

遵照 ASTM E1461 標準,Nanoflash? 使用氙燈作為加熱源加熱樣品表面,使用紅外探測器讀取樣品溫升,減少了潛在的表面熱阻,可以精確測量薄的樣品如基質上的涂層、薄膜材料或多層樣品水平方向導熱系數。  

   測量原理:作為加熱源的氙燈發射一束脈沖,打在樣品的下表面,由紅外探測器測量樣品上表面的相應溫升,并由軟件計算出樣品的熱擴散系數。儀器可以同步測量熱擴散系數(α)與比熱(Cp)。比熱的測量是通過比較樣品的實際溫升與已知比熱的參比樣的溫升求得。若已知樣品的密度(ρ),則按照下式可計算出樣品的導熱系數(λ):
   λ(T) = α(T) * Cp(T) * ρ(T)



保護熱板法、熱流計法導熱系數測試


儀器品牌:德國耐馳

儀器型號:HFM436

儀器外觀圖:

樣品尺寸:長: ≥100mm,寬: 100mm-305mm,厚:1-100mm,(可以為液體、粉末);

測試標準:ASTM C518,ASTM E1530,GB/T10295,GB/T10801,GB/T3139,ISO 8301, JIS A 1412與 DIN EN 12667;

測試項目:導熱系數、熱阻;

導熱系數范圍:0.005-2.0W/m·K,適用于絕熱材料、保溫材料;可控制材料之受熱面溫度或冷卻面溫度,分析材料在不同溫度下的熱阻;
測試溫度:-20°C to 80°C;

測試類別:絕熱材料、保溫材料、建筑材料等低導熱材料,包括纖維板、纖維片、疏松填充的玻璃纖維、礦棉、橫長纖維、陶瓷纖維、泡沫塑料(PUR EPS XPS)、粉末、泡沫(玻璃、橡膠)、真空絕熱板(VIP)、聚苯乙烯泡沫塑料板、巖物棉板、發泡水泥、新型膨脹珍珠巖保溫系統、聚苯顆粒保溫料漿、多層復合板、石膏板、木材、水泥、砂、土壤等等。

絕熱材料、保溫材料熱流計法測試原理圖:

該儀器主要滿足業界對于高性能的絕熱材料導熱性能測量系統的要求,樣品夾在兩個熱流傳感器中間測試,溫度梯度固定或可調。在幾分鐘的溫度與溫度梯度穩定期后,使用內嵌的控制器或外部電腦測得樣品的導熱系數與熱阻。借助于專利的平板溫控系統 (US-patent No. 5,940,784 (1999)) 與雙熱流傳感器設計,儀器能夠快速地提供準確的測量數據。

測試圖示例:



Hot disk方法導熱系數測試、熱擴散系數測試


儀器品牌:瑞典Hot Disk

儀器型號:TPS 2500S

儀器外觀照片:

樣品尺寸:固體:直徑或邊長大于2cm,(2個一模一樣),樣品可以為不規則形狀,只要上下表面平整即可;液體:30ml;導熱系數≥10W/mK的,邊長或直徑大于5cm(2個一模一樣)。

導熱系數范圍: 0.005―500 W/mK
溫度范圍: -40℃ 到 1000°C

測試原理:瞬變平面熱源技術(TPS),ISO 22007-2.2
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
樣品類型: 液體、粉末、固體、薄膜、涂層、各向異性材料等

材料類型: 金屬、合金、陶瓷、礦石、復合材料、硅片、聚合物、粘結劑、 紙、織物、印刷電路板、推進劑……

Hot disk方法測試原理:

Hot disk導熱測試窗口:



穩態熱流法導熱系數測試


儀器品牌:臺灣瑞領

儀器型號:LW-9389

樣品尺寸:覆蓋正方形:最小邊長25.4mm,最大邊長80mm,厚度小于5mm;

測試標準:ASTM D 5470-06,MIL-I-49456A,GB 5598-85,

測試項目:導熱系數、熱阻

導熱系數范圍:0.001~50W/m·K,適用于低導熱材料;可控制材料之受熱面溫度或冷卻面溫度,分析材料在不同溫度下的熱阻;不同壓力及加熱功率的熱阻測試;可作材料于長期反復加熱之壽命試驗。

測試溫度:RT to 180°C

測試類別:導熱膏、導熱片、導熱膠、界面材料、相變化材料、玻璃、陶瓷、金屬、基板、鋁基板、覆銅基板、軟板等低導熱材料

將厚度一定的方形樣品(長x寬:26mmx26mm,厚度小于3mm)插入于兩個平板間,設置一定的溫度梯度。使用校正過的熱流傳感器測量通過樣品的熱流。測量樣品厚度、溫度梯度與通過樣品的熱流便可計算導熱系數。

穩態熱流法測試原理圖:



激光法導熱系數、熱擴散系數、比熱容測試


儀器品牌:美國TA

儀器型號:FL4010

儀器外觀圖:

樣品尺寸:圓柱的片狀:直徑12.7mm±0.1mm,厚度:0.5mm~4mm。

測試標準:ASTM E1461 ASTM E2585,DIN EN821,DIN 30905,ISO 22007-1,ISO 18755

測試項目:導熱系數、熱擴散系數、比熱容

導熱系數范圍:0.1~2000W/m·K

測試溫度:RT to 1000°C

測試類別:金屬、合金、塑料、陶瓷、橡膠、多層復合材料、粉末、纖維(需壓片)、各向異性材料等特殊樣品的導熱性能,導熱系數最高可以測試2000W/mk

Nd:GGG-激光頭位于儀器下部位,樣品放置在管狀爐體中央的樣品支架上。不同類型的爐子可達到的最高測試溫度不同,最高可達1000℃(石墨爐體)。用InSb檢測器測量樣品背部的溫升,該檢測器位于系統的頂部。儀器的垂直結構確保了良好的信噪比與樣品形狀的靈活性。應用激光閃射法時,樣品在爐體中被加熱到所需的測試溫度。隨后,由激光器產生的一束短促激光脈沖對樣品的前表面進行加熱。熱量在樣品中擴散,使樣品背部的溫度上升。用紅外探測器測量溫度隨時間上升的關系。

   此外,激光閃射法還能夠用比較法直接測量樣品的比熱;但推薦使用DSC差示掃描量熱儀,該方法的比熱測量精確度更高。密度隨溫度的改變可使用熱膨脹系數儀進行測試。

激光法對樣品要求:

   激光法要求的樣品尺寸較小, 測量范圍寬廣, 可測量除絕熱材料以外的絕大部分材料, 特別適合于中高導熱系數材料的測量。

   激光法直接測量的是材料的熱擴散系數, 其基本原理示意如下: 在爐體控制的一定溫度下, 由激光源發射光脈沖均勻照射在樣品下表面, 使試樣均勻加熱, 通過紅外檢測器連續測量樣品上表面相應溫升過程,得到溫度( 檢測器信號) 升高和時間的關系曲線。

   樣品內部組成應均勻一致, 上下表面必須平行光滑, 厚度均勻一致。樣品與標樣的表面結構(光滑程度) 盡量一致, 面積大小也應相同, 并使用同一規格的樣品托盤。因為材料的熱擴散系數與其厚度的二次方成正比, 厚度值準確與否對熱擴散系數計算精度影響很大, 試驗時應用螺旋測微儀測量樣品中心部位的厚度。樣品和標樣表面需用石墨進行涂覆, 目的是增加表面對光能的吸收比與紅外發射率, 且對透明或半透明樣品使光能僅在表層吸收并進行表層檢測,避免透射、深層吸收和深層檢測現象。樣品和標樣表面石墨涂層的厚度應適度, 既能保證表面均勻有效地遮覆, 又不能太厚, 否則對高導熱材料會降低熱擴散系數, 使測量結果產生較大偏差。對于透明的樣品( 如玻璃等) , 若石墨涂層不足以有效阻擋激光的透射, 可考慮將樣品表面鍍金, 但鍍金后的樣品仍需噴涂石墨, 以提高樣品對激光能量的吸收。由于現有石墨噴覆是使用噴罐手動進行, 其中確實存在一定的經驗性。



高溫(2800°C)--激光法測試導熱系數、熱擴散系數


儀器品牌:德國耐馳

儀器型號:LFA 427

樣品尺寸:圓柱的片狀:直徑12.7mm,厚度:1mm~4mm;;

測試標準:ASTM E1461 ASTM E2585,DIN EN821,DIN 30905,ISO 22007,ISO 18755

測試項目:導熱系數、熱擴散系數、比熱容

導熱系數范圍:0.1~2000W/m·K

測試溫度:室溫 to 2800°C

測試類別:金屬、合金、石墨、陶瓷;

升降溫速率:0.01 ... 50 K/min
激光能量:18.5 J/pulse(功率可調)
使用紅外檢測器,進行非接觸式的樣品表面溫升信號測試

激光法測試多晶石墨:

使用配有低溫系統的 LFA 427 對多晶石墨進行了測試,測試曲線上材料在室溫附近導熱系數達到最大,一般解釋為由于該材料的 Debye 溫度較高(> 1000 K)所致。在峰值右側的高溫區域,熱擴散系數隨溫度上升而下降得比較快,主導了該區域的導熱系數變化的趨勢。峰值左側的低溫區則比熱下降的非???,這主導了低溫下該材料的導熱系數隨溫度變化的趨勢。




熱線法導熱系數測試


儀器型號:TC3000

儀器外觀:

測試項目:導熱系數

樣品尺寸:塊狀或片狀材料:最小邊長大于1 厘米,最小厚度大于0.3毫米;粉末/膠體/液體:最小用量50毫升;

測試類別:固體:陶瓷、橡膠、添加劑、織物、玻璃、紙、藥品、如塑料、基底
材料、熱電材料、相變材料、木頭、食物、谷物、土壤、巖石;液體:粘結劑、潤滑脂、凝膠、果凍、導熱膠、化妝品、粘稠溶劑、石油燃料、化工溶劑、醫學制劑、生物制劑、潤滑油、冷凍機油、制冷劑、納米流體;氣體:空氣、CH4、N2、CO2、CO、制冷劑R134a、R12、R22、R123

導熱系數范圍:0.005 ~ 20 W/(m·K)

溫度測試范圍:-200 ℃ ~ 200 ℃

測試標準:ASTM C1113、ASTM D 5930、GB/T10297、GB11205