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世诺TCM-2导热系数测试仪试样的制备和装样方法

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时间:2022-09-26 15:28:11

世诺TCM-2导热系数测试仪试样的制备和装样方法

材料的范畴很广,有金属和非金属、均质的和非均质的、单体的和复合材料、液态、固态、粉料等,导热系数范围也非常宽。通过制取不同形状的试样,利用导热系数测试平台,可检测大部分材料。

导热系数测试仪测量材料导热系数时,主要是测量冷热面温差和热流两个参数量,仪器测量这两参数量时,都有测量量程和精度的限制。通过制样可使材料的冷热面温差和热流都落在仪器的量程和精度范围内。建议冷热温差大于2℃,热流亳伏值在5-80mV范围。制样总的规律是导热系数小的材料测试面积取大,厚度取薄,温差设置取大;导热系数大的材料测试面积取小,厚度取厚,温差设置取小。

(一)低导热硬试样(塑料、橡胶等)的检测方法:试样冷热接触面必须平整光滑。在试样冷热接触面涂上少量导热硅脂,将试样放入仪器热板和冷板(测量板)正中间,压紧试样,然后塞入护热保温垫片,如图一所示。

image001.png

                        (图一)

推荐样品尺寸如下表:

仪器测试面尺寸

φ60mm

(0.1<λ<1)样品尺寸

(φ50—φ60)×(210)mm

(1<λ<3)样品尺寸

(φ50—φ60)×(825)mm

(3<λ<5)样品尺寸

(φ50—φ60)×(2030)mm

冷热面温差

15(℃)

注:λ为样品导热系数。样品厚度达不到最薄要求时,可采用叠层的办法进行测量,但样品间需涂上导热硅脂。

 










(二)高导热材料(金属、石墨等)的检测方法:在测量高导热材料时,要减小热流传递和提高冷热面温差。减小热流可通过减小试样的传热面积来获得,提高冷热面温差可通过增加试样厚度来获得。试样与冷热板的接触热阻相对高导热试样热阻是非常大的,测量时必须消除接触热阻。方法是在试样测量面两端打2个温度测量孔,把测量冷热板温度的热电偶插在试样的温度测量孔内(如试样不好开孔,也可用扎带把热电偶固定),这样,测量的冷热温差值就不包含接触热阻形成的温差了,试样厚度数据要以试样2个温度测量孔的间距来计算。如果试样面积小于冷板测量板,在试样表面包上保温套。其装样如图二所示:

image003.png

(图二)

    高导热管状试样测量方法也差不多,取一段试样,两端磨平,用锯子在管子外壁锯两条槽,用于安置测量热电偶。试样两端抹上导热硅脂,压在冷热板之间,测量热电偶槽内抹上导热硅脂,插入热电偶,用夹子或扎带固定,如果试样外径小于冷板测量板,在试样表面包上保温套。

推荐样品尺寸如下表:

仪器测试面尺寸

φ60或φ80mm

样品尺寸

2000mm2×30mm200mm2×100mm

冷热面温差

10(℃)

注:样品尺寸选择规律是导热系数小的材料测试面积取大,厚度取薄,温差取大;导热系数大的材料测试面积取小,厚度取厚,温差取小。

 








(三)绝热材料试样(泡沫、保温棉等)的检测方法:将试样直接放入仪器热板和冷板(测量板)正中间,硬性试样就直接压紧,如是软性试样只加点压力,样品压缩不超5%。然后塞入护热保温垫片,如上面图一所示。

推荐样品尺寸如下表:

仪器测试面尺寸

φ60mm

φ80mm

样品尺寸

φ60×(15)(mm

φ80×(110)(mm

冷热面温差

20(℃)

20(℃)

注:非常薄的试样(<1mm)可采用叠层的办法进行测量。

 







(四)粉状或胶状材料的检测方法:测量胶状物时,要做一个围框,将样品围框放在冷板(测量板)上,装满试样并稍高于围框边,再压紧试样,然后塞入护热保温垫片。粉状料的紧实度与导热系数有很大的关系,要考虑测量什么状态下的导热系数,测量自然状态下的导热系数,其装样方法与胶状样相同,如图三所示。有些粉状料通过压机制样,可测量不同紧实度下导热系数。

 

image005.png

(图三)

推荐样品框尺寸如下表:

仪器测试面尺寸

φ60mm

φ80mm

(0.1<λ<1)样品框尺寸

(φ50—φ60)×(210)mm

(φ60—φ80)×(315)mm

(1<λ<3)样品框尺寸

(φ50—φ60)×(825)mm

(φ60—φ80)×(1030)mm

(3<λ<5)样品框尺寸

(φ50—φ60)×(2030)mm

(φ60—φ80)×(2040)mm

(λ>5)样品框尺寸

参考高导热材料检测中试样尺寸要求,热电偶需插入样品中。样品框相当于把粉状胶状样变成圆柱样。

冷热面温差

15(℃)

15(℃)

注:λ为样品导热系数。

 










(五)液体试样的检测方法:将液体试样注入样品盒中,样品盒接触面涂上少量导热硅脂,将样品盒放入仪器热板和冷板(测量板)正中间,压紧,然后塞入护热保温垫片,如图四所示。

 

image007.png

(图四)

推荐样品盒尺寸如下表:

仪器测试面尺寸

φ80mm

样品盒内径

φ72mm

液体样品厚度

10mm

液体样品量

45ml

冷热面温差

20(℃)

 








(六)高导热薄板样或细棒样(金属片、石墨片等)的检测方法:需带夹具的测试头,在试样装夹部涂上少量导热硅脂,再放入测试夹具中固紧,再将冷热面测温探头用胶粘在试样中心轴线离夹具约5mm位置(或扎带固定),然后塞入护热保温垫片。

 

image009.png

(图五)

推荐样品尺寸如下表:

样品类型

薄板试样

棒状试样

样品尺寸

15)×(80120)(mm

(50-300)mm2×(60-100)mm

冷热面温差

20(℃)

20(℃)

注:非常薄的试样(<1mm)可采用叠层的办法进行测量。