非金屬固體材料導熱系數(shù)的測定 熱線法

GB/T 10297-2015 非金屬固體材料導熱系數(shù)的測定 法

范圍
本標準適用于導熱系數(shù)小于2 W/(m·K)的各向同性均質(zhì)非金屬固體材料導熱系數(shù)的測定。
本標準不適用于導電的非金屬材料(如碳化硅)。
本標準方法作為穩(wěn)態(tài)法的補充方法，適用于企業(yè)質(zhì)量控制等場合，不適用于鑒定或仲裁試驗。

原理
法是測定材料導熱系數(shù)的一種非穩(wěn)態(tài)方法。其原理是在勻溫的各向同性均質(zhì)試樣中放置一根電阻絲，即所謂的""，當以恒定功率放熱時，和其附近試樣的溫度將會隨時間升高。根據(jù)其溫度隨時間變化的關系，可確定試樣的導熱系數(shù)。由于與試樣的熱容量不間，以恒定功率對熱絲加熱時，熱絲不是以恒定功率放熱，其放熱功率亦不等于加熱功率，造成測量誤差。對于輕質(zhì)絕熱材料，這項誤差不能忽視，本標準中按假定線性升溫的簡化方法進行修正。

儀器
測定裝置
常用的法測定裝置。

試樣的制備和尺寸
塊狀材料
試樣為兩塊尺寸不小于40mmX80mmX114mm的互相疊合的長方體或為兩塊橫斷面直徑不小于80mm，長度不小于114mm的半筒柱體疊合成的圓柱體。
試樣互相疊合的平面應平整，其不平度應小于0.2%，且不大于0.3mm。以保證與試樣及試樣的兩平面貼合良好。
對于致密、堅硬的試樣，需在其疊合面上銑出溝槽，用來安放測量探頭。溝槽的寬度與深度必須與測量探頭的和熱電偶絲直徑相適應。用從被測量試樣上取下的細粉末加少量的水調(diào)成粘結(jié)劑，將測量探頭嵌粘在溝槽內(nèi)，以保證良好的熱接觸。粘好測量探頭的試樣，需經(jīng)干燥后，方能測試。
有面層或表皮層的材料，應取芯料進行測量。


粉末狀和顆粒材料
對粉末狀和顆粒材料的測定，使用兩個內(nèi)部尺寸不小于80mmX114mmX40mm的盒子。其下層是一個帶底的盒子，將待測材料裝填到盒中，并與其上邊沿平齊，然后將測量探頭放在試樣上。上層的盒子與下層的內(nèi)部尺寸相同，但無底。將上層盒子安放在下層盒子上，將待測材料裝填至與其上邊沿平齊。用與盒子相同材料的蓋板蓋上盒子，但不允許蓋板對試樣施加壓力。
通常粉末狀或顆粒材料要松散充填。需要在不同密度下測量時，允許以一定的加壓或振動的方式使粉末或顆粒材料達到要求的密度。上、下兩個盒子中的試樣裝填密度應各處均勻一致。. 測定和記錄試樣的裝填密度和松散密度。


試樣干燥處理
欲測定干燥狀態(tài)的導熱系數(shù)，應將試件在烘箱中烘至恒重，然后用塑料袋密封放入干燥器內(nèi)降至室溫(一般需8h)，待試件中內(nèi)外溫度均勻一致后，迅速取出，安裝測定探頭，在2h內(nèi)完成測定工作。

大顆粒材料
向平均粒徑不小于3mm顆粒組成的顆粒材料(或塊狀材料)和纖維材料(或制品)需經(jīng)與防護熱板法進行成功對比后，才能確定本方法的適用性。


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