熱導(dǎo)率的測量ppt課件-資料下載頁
2025-05-04 05:25本頁面
【正文】 松散材料進(jìn)行測試后，得出該法測定的結(jié)果有較好的重復(fù)性和準(zhǔn)確性，其實(shí)驗(yàn)裝置能達(dá)到的實(shí)際精度為 ?5%。 熱帶法可用于測量液體、松散材料、多孔介質(zhì)及非金屬材料。在熱帶表面覆蓋很薄的導(dǎo)熱絕緣層后，還可以測量金屬材料，適用范圍廣泛，測量精度高，方便實(shí)用。 激光閃射法 激光閃射法是一種用于測量高導(dǎo)熱材料與小體積固體材料的技術(shù)，該法最早由 Parker提出。由于這種技術(shù)具有精度高、所用試樣小、測試周期短、溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛研究與應(yīng)用。該方法先直接測量材料的熱擴(kuò)散率，并由此得出其導(dǎo)熱系數(shù)，適合于高溫導(dǎo)熱系數(shù)的測量。 其測定原理如圖所示， t時(shí)刻，在厚度為 L的均質(zhì)薄片狀試樣的正面加上一個(gè)具有一定脈沖寬度的激光，用熱電偶測出試樣背面的溫度變化曲線以及溫升達(dá)到最大值的二分之一時(shí)的時(shí)間 t1/2。根據(jù) Parker模型的假設(shè) 1. 試樣質(zhì)地均勻，唯一的傳熱方式為導(dǎo)熱； 2. 試樣內(nèi)的熱流是一維的； 3. 脈沖激光被試樣前表面薄層均勻吸收； 4. 試樣表面沒有熱損失； 5. 在較小的溫升范圍內(nèi)試樣的物性不隨溫度變化； 6. 加熱脈沖時(shí)間遠(yuǎn)小于背面溫度上升時(shí)間 則上述問題成為具有絕熱表面的有限介質(zhì)中的瞬態(tài)導(dǎo)熱問題，由傅立葉定律，可得出試樣背面溫度隨時(shí)間的變化關(guān)系即 Parker方程 ,對于均勻厚度為 L 的絕熱固體試樣 , 假定有瞬時(shí)脈沖能量 Q 均勻輻照在絕熱的試樣正面 (x = 0) 上 (見圖 1) , 則試樣背面 (x = L ) 的溫度變化 (見圖 2) 可近似表示為 : 2/121 3 8 t L???????? ???? ??? 1 222 /e xp ()1(21),( n n LtnCLQtLT ???MTCLQLT ??? ?/),(式中： ?熱擴(kuò)散率 , L試樣厚度； t1/2試樣背面溫升達(dá)到最大溫升一半時(shí)所需的時(shí)間。根據(jù)背面溫度響應(yīng)曲線得到 t1/2，代入上式即可算出熱擴(kuò)散率。在已知樣品比熱與密度的情況下，由熱擴(kuò)散率定義，便可以得到樣品的導(dǎo)熱系數(shù)。 式中 Q是激光脈沖的能量 , ?材料密度 , C材料比熱 ?材料的熱擴(kuò)散系數(shù) . 當(dāng)時(shí)間 t??, 試樣背面溫度達(dá)到 最大值 記達(dá)到 TM一般的溫度所需要的時(shí)間為 t1/2, ,則有 ??? PC? 測試樣品要求 ? 大小適當(dāng) ? 根據(jù)材料導(dǎo)熱情況，厚度適當(dāng) ? 表面處理，更好吸熱。 ? 測比熱，選擇適當(dāng)參比樣 實(shí)驗(yàn)步驟 ? 探測器加液氮，加滿一次可以使用 10小時(shí)，如測量時(shí)間長于 10小時(shí)，要補(bǔ)加液氮。 ? 冷卻水打開，流動(dòng)正常。 ? 裝入樣品 ? 樣品室抽真空后，通入保護(hù)氬氣，保護(hù)氣流動(dòng)正常。 ? 打開電源，計(jì)算機(jī) ? 運(yùn)行測量程序 ? 隨時(shí)觀測儀器運(yùn)行，冷卻水保護(hù)氣流動(dòng)情況。 ? 程序運(yùn)行完畢，等爐溫降至室溫，退出程序，關(guān)閉儀器電源，冷卻水，保護(hù)氣，取出樣品 ? 處理取出數(shù)據(jù)，關(guān)閉電計(jì)算機(jī)
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