瞬态平面热源测试机,是一种基于瞬态热传导理论的非接触式热物性测量设备。它通过平面热源与待测材料的瞬态热交换,结合数学模型反推材料的热导率、热扩散率等参数,是材料科学、能源工程等领域热性能分析的核心工具。执行标准:ISO22007-2:2008,GB/T32064-2015
一、原理
核心部件:
采用镍合金双螺旋结构探头,兼具热源与温度传感器功能。探头外层覆盖聚酰亚胺保护层,确保机械强度与电绝缘性。
测试过程:
三明治结构:将探头置于两片待测样品之间,形成三明治结构。
瞬态加热:通过恒定电流使探头在毫秒级时间内升温2-5K,热量向两侧样品扩散。
数据采集:记录探头温度随时间的变化曲线,利用数学模型解析热物性参数。
数学模型:基于无限大介质中阶跃加热的圆盘形热源理论,通过热量散失速度与材料导热性能的关联,同步计算热导率、热扩散率及体积热容。
二、特点
非接触测量:
避免传统接触式测量中接触界面热阻引入的误差,提高测量精度。
快速响应:
支持瞬态热响应特性研究,显著提升测试效率。
自动化与智能化:
彩色液晶屏显示,触摸屏控制,操作简便。
强大的数据处理能力,支持计算机数据通讯与报告生成。
样品适应性广:
无需特殊样品制备,块状固体仅需表面平滑且长宽至少为探头直径的两倍。
支持膏状、颗粒状、粉末、液体、涂层、薄膜等多形态样品测试。
三、应用领域
材料科学:
评估金属、陶瓷、聚合物、复合材料等热传导性能,为材料开发与优化提供数据支持。
研究高分子材料的导热性能,指导改性配方设计。
电子与通讯:
测量电子元件、封装材料及散热片的热导率,优化散热设计,确保设备稳定性。
评估5G通信材料的热性能,提升信号传输效率。
建筑与建材:
检测墙体、保温材料、隔热涂料等热导率,评估保温隔热性能,助力绿色建筑与低碳城市建设。
测量玻璃增强复合板、水泥聚苯板等新型建材的热物性,推动行业技术升级。
汽车制造:
测试发动机零部件、电池包、热管理系统的导热性能,提升汽车安全性与舒适性。
评估轻量化材料的热性能,优化车身结构设计。
航空航天:
测量高温环境下航空航天材料的热导率,确保材料可靠性与耐久性。
研究热防护系统材料的热性能,保障航天器再入大气层时的安全。
能源工程:
评估地热换热器材料、太阳能集热板涂层的热物性,优化地热能与太阳能利用效率。
测量储能材料的热导率,提升热能存储与释放效率。
科研与教育:
高校及科研机构用于基础热物性研究,探索新材料热传导机制。
实验室教学工具,培养学生热分析实验技能。