發(fā)布時間：2019-07-30 14:31

【摘要】：導熱系數(shù)作為材料一個重要的熱物參數(shù),直接反映材料本身的熱傳導能力,因此研究材料導熱系數(shù)的測量方法對于材料的應用具有十分重要的意義。瞬態(tài)板式熱源法(TPS)不但具有加熱時間短、精確度高的優(yōu)點,且對樣品的適應性好,可以廣泛用于固體、粉末、液體、氣體、薄膜、各向異性材料等導熱系數(shù)的測定,也因此受到越來越多研究人員的關(guān)注。Hot Disk平板法作為TPS技術(shù)的重要分支,主要是針對高導熱薄板材料導熱系數(shù)測量。但Hot Disk平板法的測試結(jié)果受加熱功率、加熱時間以及樣品的特性影響較大,并且測量結(jié)果精確度不高。本文基于TPS技術(shù)和Hot Disk平板法測試導熱系數(shù)的基本原理,采用Hot Disk熱常數(shù)分析儀對四種薄板材料樣品的導熱系數(shù)進行了測定,研究了測試過程中加熱時間、加熱功率和樣品厚度變化對測量結(jié)果的影響。實驗結(jié)果表明:采用0.40W、0.50W和1.50W的加熱功率分別測量316不銹鋼、Q235-A碳鋼和純鋁板的導熱系數(shù),得到的導熱系數(shù)測量值隨著加熱時間遞增而減小。當樣品加熱時間由2.5s增加至5s時,316不銹鋼和Q235-A碳鋼材料導熱系數(shù)測量值急劇減小,而隨著加熱時間進一步增加,導熱系數(shù)減小速率減慢,加熱時間對測量結(jié)果的影響減弱。使用5501探頭測量316不銹鋼和Q235-A碳鋼樣品,測試過程中加熱時間為5s時,導熱系數(shù)測量值隨加熱功率的增大而增大。而0.94mm鋁板和0.95mm銅板的導熱系數(shù)測量值幾乎不受加熱功率的影響。在使用8563探頭測量時,316不銹鋼和Q235-A碳鋼的導熱系數(shù)測量值隨樣品厚度的增加而減小。為了減小測試結(jié)果的相對誤差,根據(jù)Hot Disk平板法基本原理并結(jié)合實際測量結(jié)果,分析了測試過程的邊界熱損失對測量結(jié)果的影響規(guī)律,通過計算測試過程樣品邊界熱損失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行測試并進行修正,結(jié)果與文獻所提供的測試材料導熱系數(shù)標準值比較,發(fā)現(xiàn)修正后的鋁板和銅板導熱系數(shù)值比測量值平均相對誤差分別減小了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平板法測量高導熱薄板材料的誤差。
【圖文】：

2圖 1-1 導熱系數(shù)測量方法分類Fig.1-1 The classification of thermal conductivity measuring methods

防護熱板法理論模型
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB302

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 黃犢子;樊栓獅;;采用HOTDISK測量材料熱導率的實驗研究[J];化工學報;2003年S1期

2 徐慧 ,楊杰;瞬態(tài)熱帶法和瞬態(tài)平面法測量材料熱傳導系數(shù)[J];測控技術(shù);2004年11期

3 高光寧,張欣欣,于帆,馮世忠;平面熱源法測量均質(zhì)固體材料的蓄熱系數(shù)[J];計量學報;2001年02期

4 李麗新;劉秋菊;劉圣春;李春英;苗素君;吳本信;;利用瞬態(tài)熱線法測量固體導熱系數(shù)[J];計量學報;2006年01期

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 王強;基于保護平面熱源法的隔熱材料熱物性測量技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2009年

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 趙世遷;Hot Disk法導熱系數(shù)測定儀的開發(fā)[D];天津大學;2009年

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本文編號：2520951