【引言】

       導(dǎo)熱系數(shù)是材料的重要性能之一，對于某些材料（特別是熱電材料）其導(dǎo)熱系數(shù)的差異不能被忽略，而作為其性能主要參數(shù)的Seebeck系數(shù)取決于導(dǎo)熱系數(shù)的值。基于這些事實，高溫導(dǎo)熱系數(shù)的測量需要專門的儀器才能得到準(zhǔn)確的結(jié)果。高溫?zé)釋?dǎo)率測量中常用的方法是基于ASTM E1225-99標(biāo)準(zhǔn)的軸向熱流，但該方法不能測量在加工過程中易變薄和易碎的熱電材料。因此，薄試樣熱導(dǎo)率測量裝置將的設(shè)計和制造亟待解決。

【成果介紹】

       本文介紹了利用穩(wěn)態(tài)傳熱技術(shù)設(shè)計、建造和驗證具有高溫測試能力的熱導(dǎo)率裝置的過程。該設(shè)計是對ASTM D5470標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)，該標(biāo)準(zhǔn)使用具有相等橫截面積的儀表棒外推表面溫度并測量樣品的傳熱。儀器中有兩個儀表棒，每個儀表棒放置三個熱電偶。該設(shè)備使用功率為1000瓦的加熱器，并將冷卻水冷卻至穩(wěn)定狀態(tài)。將3.4MPa的壓力加載到橫截面積為113.09mm² 的公尺棒上，并涂上熱潤滑脂，以減小界面熱接觸電阻。為了確定性能，驗證過程通過將利用LINSEIS公司的THB 500獲得的熱導(dǎo)率進(jìn)行比較。試驗結(jié)果表明，不銹鋼和青銅的導(dǎo)熱系數(shù)分別為15.28Wm^-1K^-1和38.01Wm^-1K^-1，試驗裝置THB 500的導(dǎo)熱系數(shù)分別為-2.55%和2.49%。此外，該裝置還能夠測量材料在400℃下的導(dǎo)熱系數(shù)，其中不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)結(jié)果為19.21Wm^-1K^-1，差異為7.93%。

【圖文導(dǎo)讀】

圖1：儀器的設(shè)計

圖2：在50°C-400°C時不銹鋼的熱導(dǎo)率

圖3：在50℃時使用HC-131、Huskey 2000潤滑油和不使用潤滑油的不銹鋼導(dǎo)熱性能比較

【結(jié)論】

       基于標(biāo)準(zhǔn)ASTM D 54 70—06研制了軸向熱流密度熱導(dǎo)率測量儀，在50°C～400°C的溫度范圍內(nèi)具有良好的材料測量能力。在對所用材料的初步驗證中，不銹鋼和青銅的文獻(xiàn)裕度分別為-2.55%和2.44%，五次試驗的標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為2.09%和3.23%，證明工具的精度和精密度是相當(dāng)好的。至于在高溫下的驗證，在Z高溫度為400°C的文獻(xiàn)中也顯示出了7.93%的良好結(jié)果。

（來源：林賽斯（上海）科學(xué)儀器有限公司）