材料热导率检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-18  

材料热导率是衡量材料传热能力的关键热物理参数,直接影响其在航空航天、电子设备、建筑节能等领域的应用性能。检测需基于稳态或瞬态原理,通过控制温度梯度、热量传递速率等参数,精准测定材料在不同温度下的热导率值。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

稳态热导率(平板法):采用稳态平板法,通过维持样品上下表面恒定温度梯度,测量通过样品的热流密度计算热导率,适用于固体材料。参数:温度范围-50~500℃,热流密度测量精度2%,样品厚度1~50mm。

瞬态热导率(热线法):利用热线在样品中产生的瞬态温度变化,通过温度随时间的变化曲线计算热导率,适用于液体、气体和松散材料。参数:热线直径0.1~0.5mm,加热功率0.1~5W,时间分辨率0.1ms。

激光闪射法热导率:通过激光脉冲加热样品表面,测量背面温度随时间的变化计算热扩散率,结合比热容和密度得到热导率,适用于高熔点材料。参数:激光脉冲能量1~10J,温度范围25~2000℃,热扩散率测量精度1%。

护热平板法热导率:采用护热结构减少侧向散热,提高稳态测量精度,适用于保温材料。参数:温度范围0~300℃,样品尺寸100100(10~100)mm,热导率范围0.02~2W/(mK)。

瞬态平面热源法热导率:利用平面热源同时测量热导率和热扩散率,适用于固体、液体、粉末等材料。参数:热源直径5~20mm,加热时间1~100s,热导率范围0.01~100W/(mK)。

圆管法热导率(液体/气体):通过流体在圆管内的强制对流,测量管壁与流体之间的热量传递计算热导率,适用于流体材料。参数:流体流速0.1~2m/s,温度范围-20~150℃,测量精度3%。

热流计法热导率:使用热流传感器测量通过样品的热流密度,结合温度梯度计算热导率,适用于建筑保温材料。参数:热流传感器量程0.1~1000W/m,温度分辨率0.1℃,样品尺寸200200mm。

低温热导率(液氮温度):针对低温环境下的材料热性能测试,采用稳态热流法测定,适用于超导材料、低温隔热材料。参数:温度范围77~300K,热导率范围0.001~10W/(mK),测量精度5%。

高温热导率(熔融状态):采用坩埚法或悬浮法,测量熔融金属、陶瓷等材料在高温下的热导率,适用于高温工程材料。参数:温度范围500~2000℃,样品质量10~100g,加热速率10~50℃/min。

各向异性材料热导率:针对具有方向依赖性的材料(如碳纤维复合材料),测量不同方向的热导率。参数:测试方向0、90、45,温度范围25~300℃,方向差异分辨率1%。

瞬态平面热源法热扩散率:通过平面热源的加热和温度测量,计算材料的热扩散率,是热导率计算的基础参数。参数:热源直径5~20mm,加热时间1~100s,热扩散率测量精度0.5%。

检测范围

金属材料:钢铁、铝合金、铜合金等,用于航空航天结构件、电子散热部件,需检测其高温下的热导率。

陶瓷材料:氧化铝、氮化硼、碳化硅等,适用于高温窑炉、电子封装基板,需检测其高硬度下的热导率。

高分子材料:聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂等,用于建筑保温、汽车内饰件,需检测其低温下的热导率。

复合材料:碳纤维增强塑料、玻璃纤维增强树脂等,应用于航空机翼、风力发电机叶片,需检测其各向异性热导率。

保温材料:岩棉、聚苯板、真空绝热板等,用于建筑墙体、冷链运输箱,需检测其稳态热阻及热导率。

电子材料:硅片、galliumarsenide、导热硅胶等,适用于CPU散热、半导体器件,需检测其低热阻下的热导率。

新能源材料:锂电池正极材料(如磷酸铁锂)、燃料电池膜电极组件等,用于电池热管理,需检测其充放电过程中的热导率。

金属合金:钛合金、镁合金、高温合金等,应用于航空发动机、spacecraft结构,需检测其高温下的热稳定性及热导率。

无机非金属材料:石墨、石英、云母等,适用于高温坩埚、电子绝缘部件,需检测其耐高温下的热导率。

生物材料:羟基磷灰石、聚乳酸等,用于骨科植入物、组织工程支架,需检测其与人体组织匹配的热导率。

建筑材料:混凝土、砖块、保温砂浆等,用于建筑节能评估,需检测其稳态热导率及热阻。

包装材料:泡沫塑料、瓦楞纸、铝箔等,用于食品包装、物流运输,需检测其隔热性能及热导率。

检测标准

ASTME1461-21:用瞬态平面热源法测量固体材料的热导率和热扩散率。

ISO8894-1:2021:纤维增强塑料-热导率的测定-第1部分:稳态护热平板法。

GB/T10294-2008:绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法。

ASTMD5470-17:用热线法测定高分子材料的热导率。

ISO13826:2015:建筑材料-热导率的测定-激光闪射法。

GB/T22588-2008:闪光法测量热扩散率或热导率。

ASTME2584-20:用瞬态热线法测定液体和气体的热导率。

ISO22007-2:2017:塑料-热机械分析(TMA)-第2部分:热导率的测定。

GB/T34284-2017:高温陶瓷材料热导率的测定激光闪射法。

ASTMC518-17:用热流计法测定稳态热传输特性的标准试验方法。

GB/T17794-2008:建筑绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法。

检测仪器

稳态护热平板仪:采用双平板结构,通过加热板和冷却板维持样品上下表面恒定温度梯度,测量热流密度计算热导率。功能:适用于固体材料稳态热导率测试,温度范围-50~300℃,热流密度测量精度1%。

激光闪射热导率测试仪:通过激光脉冲快速加热样品表面,利用红外探测器测量背面温度变化,计算热扩散率和热导率。功能:适用于高熔点材料高温热导率测试,温度范围25~2000℃,热扩散率测量精度0.5%。

瞬态热线法测试仪:将热线插入样品中,通过热线的加热电流和温度变化计算热导率。功能:适用于液体、气体和松散材料,热线直径0.1~0.5mm,加热功率0.1~5W,时间分辨率0.1ms。

热流计法测试仪:使用热流传感器(热电偶堆)测量通过样品的热流密度,结合温度差计算热导率。功能:适用于建筑保温材料,热流传感器量程0.1~1000W/m,温度分辨率0.1℃,样品尺寸200200mm。

高温热导率测试仪(坩埚法):将样品放入坩埚中,通过加热坩埚外壁测量热量传递计算高温热导率。功能:适用于熔融金属、陶瓷等材料,温度范围500~2000℃,样品质量10~100g,加热速率10~50℃/min。

低温热导率测试仪(液氮冷却):采用液氮作为冷却介质,维持样品在77~300K低温环境,通过稳态热流法测量热导率。功能:适用于超导材料、低温隔热材料,热导率范围0.001~10W/(mK),测量精度5%。

各向异性热导率测试仪:通过调整样品测试方向(0、90、45),测量不同方向的热导率。功能:适用于碳纤维复合材料等各向异性材料,方向差异分辨率1%,温度范围25~300℃。

液体热导率测试仪(瞬态热线法):将热线浸入液体样品中,通过热线温度变化计算液体热导率。功能:适用于液体材料,热线直径0.2mm,加热功率0.5W,温度范围-20~150℃,测量精度3%。

建筑材料热导率测试仪(热流计法):符合建筑材料检测标准,测量墙体材料、保温材料的热导率。功能:样品尺寸300300(50~100)mm,温度范围0~50℃,热导率范围0.02~2W/(mK)。

电子材料热导率测试仪(激光闪射法):针对电子材料设计,具有高分辨率温度测量系统。功能:适用于硅片、导热硅胶等,温度范围25~500℃,热导率测量精度1%,样品厚度0.1~5mm。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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