服務(wù)熱線
0731-58534888,13607322318

在航空航天、新能源、電子封裝、陶瓷冶金及先進(jìn)復(fù)合材料等領(lǐng)域,材料在高溫環(huán)境下的導(dǎo)熱性能直接關(guān)系到設(shè)備的安全性、能效與壽命。高溫導(dǎo)熱儀正是用于精準(zhǔn)測(cè)定材料在高溫條件下熱導(dǎo)率、熱擴(kuò)散系數(shù)和比熱容等關(guān)鍵熱物性參數(shù)的核心儀器,被譽(yù)為“熱管理設(shè)計(jì)的科學(xué)基石”。
一、主要用途
高溫導(dǎo)熱儀廣泛應(yīng)用于各類固體材料(如金屬、合金、陶瓷、石墨、耐火材料、隔熱涂層、電池電極材料等)在室溫至2000℃甚至更高溫度范圍內(nèi)的熱物理性能測(cè)試。其數(shù)據(jù)可為以下場(chǎng)景提供支撐:
-航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片材料的熱障性能評(píng)估;
-鋰電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中導(dǎo)熱墊片的選型;
-高溫爐襯材料的隔熱效率優(yōu)化;
-半導(dǎo)體封裝材料的散熱能力驗(yàn)證;
-科研領(lǐng)域?qū)π滦透邔?dǎo)熱/絕熱材料的開發(fā)與表征。
二、工作原理
目前主流高溫導(dǎo)熱儀多采用激光閃射法(Laser Flash Method,ASTM E1461標(biāo)準(zhǔn))。其基本原理如下:
將圓片狀樣品置于高溫爐腔內(nèi),加熱至設(shè)定溫度并保溫均熱。隨后,儀器通過高能脈沖激光瞬間照射樣品正面,使其表面受熱升溫;熱量隨即向背面?zhèn)鲗?dǎo)。位于樣品背面的紅外探測(cè)器實(shí)時(shí)記錄溫度上升曲線。通過分析熱波傳播的時(shí)間與幅度,結(jié)合樣品厚度,即可計(jì)算出熱擴(kuò)散系數(shù)(α)。再輔以獨(dú)立測(cè)得的比熱容(Cp)和已知的密度(ρ),利用公式熱導(dǎo)率λ=α×ρ×Cp,最終獲得材料在該溫度下的熱導(dǎo)率。
該方法具有非接觸、快速、適用溫區(qū)廣、樣品用量少等優(yōu)勢(shì),尤其適合高導(dǎo)熱或脆性材料的測(cè)試。
三、使用注意事項(xiàng)
為確保測(cè)試精度與設(shè)備安全,操作高溫導(dǎo)熱儀需特別注意以下幾點(diǎn):
1.樣品制備規(guī)范:樣品需為平整、平行的圓片(通常直徑10–25 mm,厚1–5 mm),表面清潔無油污、氧化層或裂紋,否則會(huì)顯著影響激光吸收與熱信號(hào)采集。
2.氣氛控制:根據(jù)材料特性選擇惰性氣體(如氬氣)、真空或氧化性氣氛,防止高溫下樣品氧化、分解或揮發(fā)。
3.溫度校準(zhǔn):定期使用標(biāo)準(zhǔn)參考材料(如藍(lán)寶石、石墨)進(jìn)行系統(tǒng)校準(zhǔn),確保溫控與熱導(dǎo)率數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
4.避免熱輻射干擾:在超高溫(>1000℃)測(cè)試時(shí),需啟用輻射熱損失修正模型,否則會(huì)導(dǎo)致熱導(dǎo)率偏低。
5.安全防護(hù):高溫爐體表面溫度極高,操作時(shí)需佩戴隔熱手套,嚴(yán)禁在運(yùn)行中打開爐門;激光系統(tǒng)須遵守安全操作規(guī)程,避免直視光路。
6.數(shù)據(jù)合理性判斷:關(guān)注熱擴(kuò)散曲線是否平滑、是否存在異常平臺(tái)或振蕩,排除樣品脫層、孔隙率過高或測(cè)試參數(shù)設(shè)置不當(dāng)?shù)葐栴}。
憑借其高精度與寬溫域適應(yīng)能力,高溫導(dǎo)熱儀已成為高端材料研發(fā)與質(zhì)量控制不可或缺的“熱性能裁判”。正確理解其原理并規(guī)范操作,方能解鎖材料在極端熱環(huán)境下的真實(shí)表現(xiàn),為科技創(chuàng)新筑牢熱管理根基。