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三:原理简介
热流测量能提供些只靠温度测量是无法得到的、非常重要而且详 尽的数据,DRX-II系列热流仪因为采用校准装置而使其具备了*精度和准确性。其操作也非常的简便。DRX-II系列热流仪广泛应许多行业。原理:热流分析基于以下原理:如果薄片的热传导率为λ(kcal/mh℃),厚度为d(m),将其接触在热辐射物表面。当达到平衡后,穿过薄片的热传导强度Q(kcal/m2•h或W/ m2)可由以下公式得出:
Q=λ/d ×△T
式中△T=薄片两边的温度差,λ,d均为已知数据。
主要特点
1. 全自动操作,包括软件
2. 可选固定平行板或悬浮测试板(根据用户需要定)
3. 可选样品---温度控制与温度批测试
4. 标准计算机接口
5. 内置校验程序
所有的测试参数以及过程均通过人机交互图形界面软件控制。接触压力与样品温度可以自动测定与控制,数据显示简单清晰,并绘制热参数对厚度的曲线图。通过这些数据可以决定表面接触热阻以及热导率。测试时间可以自动控制以使时间与精度两者得到权衡。设备需要配置温度控制的循环冷却水浴,以及台联想台式电脑,用于运行Windows-XP,电脑与测试设备通过接口连接,电源为220VAC/50Hz。
四:数据处理及操作
:标准测试方法
1:仪器对薄的电绝缘材料热阻的测试方法,可以应用于厚度在0.02~30mm导热性单体或复合片材。“热导”只适用于均质材料。导热绝缘材料通常是复合材料,其中包括:填料、黏合剂、增强剂,例如:玻璃纤维网状结构或是聚合物薄膜铺层。为了避免混乱,使用“表面热导”来衡量均质和非均质材料。计算热导有限制条件:必须测量试样的厚度。热阻的测量数据受到以下因素影响:相关的压力、试样表面特性和其他的传热方式。
参考文献:
ASTM标准:D374,固体电绝缘材料的厚度测试方法;E691,处理实验室研究的实例,确定测试方法的性。E1225,利用G-C-L热流动技术测量固体热导。
军事标准:MIL-I-49456A,绝缘片材,导热树脂,热导玻纤增强。
标准GB5598-85《氧化铍瓷导热系数测试方法》等。
2:关于试样的定义:
1、平均温度(表面),n-面积测量表示温度
2、复合材料,由不同部分构成的材料,各部分可以对材料的性能贡献是成比例的,或是有协同效应。
3、热加速器/传感器,由绝缘线圈装配组成,可以提供可测量的热量并可以应用于判断温度。
4、均质材料,材料具有稳定的性能,其性能与材料的位置不成函数关系。
5、热导系数(λ),热导的时速,在稳定条件下,通过单元面积的热流。每单元温度斜率在垂直该面积上。
6、热阻(θ),材料对热流动的阻碍。
7、界面热阻(RI),温度的不同会在试样表面之间的相关扁平面上产生热流动。试样的冷热表面得到了测量。
8、热阻系数,它是热导的倒数。在稳定状态条件下,在与单元热流等温面垂直方向上的斜率。
3:符号的定义
1、λ-热导,W/m·k
2、-与试样相关的高温面的温度,K
3、-与试样相关的低温面的温度,K
5、A-试样面积,m2
6、X-试样厚度,m
7、Q-热流速,W(J)/S
8、q-热流或单位面积上的热流密度,W/ m2
9、α-加速器/传感线圈的电绝缘温度系数
10、I-电流,A
11、θ-热阻,K·m2/W
在没有使用热量计时,热流用以下公式计算:
Q:热流量 W
V:加热器的电压
I:加热器的电流
2、试样导热系数的计算
Q:热流,
d:试样厚度,
A:试样受热面积,
TH :试样热面温度,
TC:试样冷面温度,
从单层或是多层试Q样的热阻—各自的试样厚度的平面图中得到热导。在平面图中X轴表示试样厚度值,Y轴表示试样热阻值。
热阻-厚度曲线是条直线,其斜率是表面热导的倒数。在零厚度处的截距是界面热阻,RI是试样的特性。
另种方法是用小平方值法计算斜率和截距。