【摘要】：導(dǎo)熱系數(shù)作為材料一個(gè)重要的熱物參數(shù),直接反映材料本身的熱傳導(dǎo)能力,因此研究材料導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)量方法對(duì)于材料的應(yīng)用具有十分重要的意義。瞬態(tài)板式熱源法(TPS)不但具有加熱時(shí)間短、精確度高的優(yōu)點(diǎn),且對(duì)樣品的適應(yīng)性好,可以廣泛用于固體、粉末、液體、氣體、薄膜、各向異性材料等導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定,也因此受到越來(lái)越多研究人員的關(guān)注。Hot Disk平板法作為T(mén)PS技術(shù)的重要分支,主要是針對(duì)高導(dǎo)熱薄板材料導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量。但Hot Disk平板法的測(cè)試結(jié)果受加熱功率、加熱時(shí)間以及樣品的特性影響較大,并且測(cè)量結(jié)果精確度不高。本文基于TPS技術(shù)和Hot Disk平板法測(cè)試導(dǎo)熱系數(shù)的基本原理,采用Hot Disk熱常數(shù)分析儀對(duì)四種薄板材料樣品的導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行了測(cè)定,研究了測(cè)試過(guò)程中加熱時(shí)間、加熱功率和樣品厚度變化對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:采用0.40W、0.50W和1.50W的加熱功率分別測(cè)量316不銹鋼、Q235-A碳鋼和純鋁板的導(dǎo)熱系數(shù),得到的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量值隨著加熱時(shí)間遞增而減小。當(dāng)樣品加熱時(shí)間由2.5s增加至5s時(shí),316不銹鋼和Q235-A碳鋼材料導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量值急劇減小,而隨著加熱時(shí)間進(jìn)一步增加,導(dǎo)熱系數(shù)減小速率減慢,加熱時(shí)間對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響減弱。使用5501探頭測(cè)量316不銹鋼和Q235-A碳鋼樣品,測(cè)試過(guò)程中加熱時(shí)間為5s時(shí),導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量值隨加熱功率的增大而增大。而0.94mm鋁板和0.95mm銅板的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量值幾乎不受加熱功率的影響。在使用8563探頭測(cè)量時(shí),316不銹鋼和Q235-A碳鋼的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量值隨樣品厚度的增加而減小。為了減小測(cè)試結(jié)果的相對(duì)誤差,根據(jù)Hot Disk平板法基本原理并結(jié)合實(shí)際測(cè)量結(jié)果,分析了測(cè)試過(guò)程的邊界熱損失對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響規(guī)律,通過(guò)計(jì)算測(cè)試過(guò)程樣品邊界熱損失P',提出了考慮邊界熱損失的Hot Disk平板法修正公式:選取純度均大于99.9%的鋁板和銅板作為樣品進(jìn)行測(cè)試并進(jìn)行修正,結(jié)果與文獻(xiàn)所提供的測(cè)試材料導(dǎo)熱系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值比較,發(fā)現(xiàn)修正后的鋁板和銅板導(dǎo)熱系數(shù)值比測(cè)量值平均相對(duì)誤差分別減小了38.4%和54.7%,表明采用邊界熱損失修正公式能有效降低Hot Disk平板法測(cè)量高導(dǎo)熱薄板材料的誤差。
【圖文】：

2圖 1-1 導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量方法分類(lèi)Fig.1-1 The classification of thermal conductivity measuring methods

防護(hù)熱板法理論模型
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TB302

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

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本文編號(hào)：2520951