热导率瞬态平面热源法检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-27  

热导率瞬态平面热源法检测通过平面热源对被测样品施加瞬态热激励,基于温度响应特性反演计算热导率、热扩散率等热物性参数。检测要点涵盖样品状态控制、温度传感器精度、环境干扰抑制及数据处理方法,适用于固体、粉末、膏体等多种形态材料的热物理性能评估。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

热导率测量:通过瞬态平面热源法直接测定材料的热传导能力,反映热量传递效率。具体检测参数:测量范围0.01~200W/(m·K),精度±1.5%,适用于固体、膏体等形态样品。

热扩散率测定:基于温度波传播特性计算材料的热扩散系数,表征热量扩散快慢。具体检测参数:测量范围1×10⁻⁷~100mm²/s,精度±2%,支持-50~300℃温度范围。

比热容计算:结合热导率和热扩散率数据,通过公式推算材料的定压比热容。具体检测参数:适用温度范围-50~300℃,计算误差≤3%,需配合热重分析数据优化结果。

温度稳定性监测:实时记录样品表面及内部温度变化,确保测试过程温度波动可控。具体检测参数:温度传感器精度±0.1℃,采样频率10Hz,支持异常温度波动预警。

样品厚度测量:精确测定待测样品的厚度,作为热导率计算的关键输入参数。具体检测参数:测量范围0.1~50mm,精度±0.01mm,适用于薄型片状及块状样品。

环境温度控制:维持测试环境温度恒定,减少外界温度变化对检测结果的影响。具体检测参数:环境温度控制精度±0.5℃,波动范围≤±1℃,支持5~40℃宽温域调节。

测试时间设定:根据材料特性调整测试时长,确保温度响应达到稳定可测状态。具体检测参数:时间范围1s~3600s,可调步长1s,支持快速测试与长时间稳定性验证。

有效测量范围验证:通过标准样品校准,确定当前测试条件下的有效数据区间。具体检测参数:有效范围验证误差≤2%,需定期使用标准物质进行校准。

重复性误差评估:对同一样品进行多次测试,计算结果的一致性以评估检测可靠性。具体检测参数:重复性误差≤1.2%,需在同一环境条件下完成至少5次平行测试。

数据处理方法应用:采用专用算法对原始温度数据进行拟合分析,提取热导率等目标参数。具体检测参数:支持线性拟合、非线性拟合等多种算法,可自动剔除异常数据点。

样品表面状态检测:评估样品表面平整度、粗糙度及污染程度,避免表面缺陷影响测试结果。具体检测参数:表面粗糙度测量精度Ra0.02μm,平整度偏差≤0.05mm/m。

检测范围

金属材料:包括铝合金、铜合金、不锈钢等,用于评估散热部件、热交换器的热传导性能。

高分子聚合物:如聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯等,适用于塑料制品、绝缘材料的热性能分析。

复合材料:碳纤维增强树脂、玻璃纤维增强塑料等,用于航空航天结构件、汽车轻量化材料的热物性检测。

建筑保温材料:岩棉、玻璃棉、聚氨酯泡沫等,用于评估墙体、屋顶保温层的隔热效果。

电子器件散热材料:散热片、导热硅胶、相变储能材料等,用于电子设备热管理设计中的热导率验证。

航空航天材料:钛合金、陶瓷基复合材料、碳碳复合材料等,用于发动机部件、航天器结构的热性能测试。

能源存储材料:锂电池正极材料(如三元材料、磷酸铁锂)、相变储能材料等,用于电池热管理及储能效率评估。

纺织材料:羊毛、羽绒、中空纤维等,用于服装保暖性能、纺织制品隔热特性的分析。

生物医学材料:医用凝胶、组织工程支架、生物陶瓷等,用于植入材料与人体组织热匹配性的研究。

地质样品:土壤、岩石、冻土等,用于地质勘探、地温监测及土壤热性质的基础研究。

纤维材料:玻璃纤维、岩棉纤维、碳纤维等,用于保温织物、过滤材料的热传导性能检测。

检测标准

ASTME2584-11(2017)JianCeTestMethodforSteady-StateThermalTransmissionPropertiesbyMeansoftheTransientPlaneSourceTechnique:规定使用瞬态平面热源法测定材料的热传导率和热扩散率的方法,适用于固体、液体及粉末样品。

ISO22007-2:2015Plastics—Determinationofthermalconductivityandthermaldiffusivity—Part2:Transientplaneheatsource(hotdisc)method:针对塑料材料,采用瞬态平面热源(热盘)法进行热导率和热扩散率的测定,明确测试设备、样品制备及数据处理要求。

GB/T36517-2018矿物棉及其制品试验方法第17部分:热导率的测定:包含平板法测定矿物棉制品热导率的方法,适用于稳态和瞬态测试条件,规定样品尺寸、测试环境及结果计算方式。

ASTMD7984-16JianCeTestMethodforThermalConductivityofPolymersUsingTransientPlaneSource(HotDisc)Method:专门针对聚合物材料,使用瞬态平面热源(热盘)法测量热导率的标准,涵盖温度范围、样品厚度及测试次数要求。

ISO12667-2001Thermalperformanceofbuildingmaterialsandproducts—Determinationofthermalresistancebymeansofguardedhotplateandheatflowmetermethods:虽以稳态法为主,但包含辅助瞬态测试的参考条款,适用于建筑材料的复合热性能评估。

检测仪器

瞬态平面热源测试仪:集成加热与温度测量功能的探头,通过平面热源对被测样品进行加热并记录温度响应。在本检测中用于直接施加热激励并采集温度数据,支持不同尺寸探头的更换以适应样品形态。

高精度温度采集系统:配备多通道数据采集卡和高灵敏度热电偶,支持高速温度信号采集与存储。在本检测中用于实时记录样品表面及探头的温度变化数据,采样频率可达100Hz,确保温度波动细节不丢失。

恒温环境控制箱:提供温度可调的封闭测试环境,配备高精度温控器和循环风系统。在本检测中用于维持测试环境温度稳定(±0.5℃),减少外界温度波动对检测结果的干扰,支持湿度调节功能。

样品厚度测量仪:采用激光测距或接触式测厚原理,可精确测量薄型样品的厚度。在本检测中用于获取样品厚度参数,作为热导率计算的关键输入值,测量精度±0.01mm,支持非接触式测量以避免样品损伤。

数据处理与分析软件:内置热导率计算算法,支持原始温度数据的滤波、拟合及误差分析。在本检测中用于对采集的温度数据进行拟合处理,计算热导率、热扩散率等目标参数,并生成包含原始数据、中间过程及最终结果的完整检测报告。

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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