相变冷却效能检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-29  

本文围绕相变冷却效能检测展开,系统阐述检测项目、范围、标准及仪器,涵盖相变材料热物性、冷却过程参数及长期稳定性等核心指标,为评估相变冷却系统的热管理能力提供专业检测依据。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

相变焓值:测定材料在相变过程中吸收或释放的潜热总量,反映储能密度。具体检测参数:测量范围50-500J/g,精度±2%。

相变温度区间:确定材料开始相变至完成相变的温度范围,评估相变过程的可控性。具体检测参数:温度分辨率0.1℃,测量范围-50~200℃。

热导率:评估材料导热能力,影响热量传递效率。具体检测参数:测量范围0.1-5W/(m·K),精度±3%。

比热容:衡量单位质量材料温度变化1℃所需热量,影响显热储存能力。具体检测参数:测量范围0.5-5kJ/(kg·K),精度±1.5%。

冷却速率:记录单位时间内被冷却对象温度下降幅度,反映主动冷却能力。具体检测参数:时间分辨率0.1s,温度测量精度±0.5℃。

温度均匀性:测试冷却区域不同位置的温度差异,评估温度分布稳定性。具体检测参数:空间分辨率5mm,温度偏差≤2℃。

过冷度:测定材料完全相变前低于相变点的温度差值,影响冷却响应速度。具体检测参数:测量精度±0.3℃。

循环稳定性:通过多次相变循环测试材料性能衰减程度,评估使用寿命。具体检测参数:循环次数≥100次,性能衰减率≤5%。

膨胀系数:测量温度变化引起的体积或尺寸变化率,评估热应力影响。具体检测参数:测量范围10^-6~10^-4/℃,精度±5%。

相分离倾向:观察多次循环后材料组分的分离程度,判断长期使用可靠性。具体检测参数:分离阈值≤5%体积比。

检测范围

石蜡基相变材料:以石蜡为主要成分的有机类相变材料,适用于建筑储能、电子设备散热。

水合盐基相变材料:无机水合盐类材料,具有较高相变焓,用于太阳能储热、工业余热回收。

复合相变材料:聚合物基或金属基复合材料,改善单一材料的导热性或缺陷,应用于电子器件热管理。

相变冷却模块:集成相变材料与换热结构的装置,用于数据中心服务器散热、动力电池组温度控制。

相变储能建筑材料:添加相变材料的墙体板材或屋顶隔热层,调节室内温度波动,提升建筑节能效果。

工业余热回收装置:通过相变材料储存工业废热并再利用的系统,用于钢铁、化工行业能量回收。

医疗低温保存设备:利用相变材料维持低温环境的保存箱,用于生物样本、药品冷藏运输。

数据中心液冷辅助系统:与液冷结合的相变冷却单元,增强高功率设备的散热效率。

航空航天热控组件:轻量化相变材料装置,用于卫星、飞船等极端温度环境的温度调控。

太阳能热发电储热单元:大规模相变储热系统,平衡太阳能发电的间歇性,保障持续供电。

检测标准

ASTM D3742-09(2019) JianCe Test Method for Thermal Properties of Advanced Materials by Differential Scanning Calorimetry:规定差示扫描量热法测试先进材料热性能的方法,适用于相变焓和相变温度测定。

ISO 13356:2012 Thermal insulation products for buildings — Factory-made products of expanded cork (ICB) — Specification:虽主要针对建筑保温材料,但其中热物性测试方法可用于相变材料热导率评估。

GB/T 31026-2014 相变储能材料 热性能测试方法:规定相变材料相变焓、比热容、热导率等参数的测试方法。

ASTM E1225-2013 JianCe Test Method for Thermal Conductivity of Solids Using the Guarded-Layer Thermal Probe:采用护热板法测试固体材料热导率的试验方法,适用于相变材料导热性能检测。

GB/T 25865-2010 石蜡 熔点(冷却曲线)的测定:规定石蜡熔点的测定方法,可用于石蜡基相变材料相变温度区间的辅助评估。

ISO 18213-1:2006 Space systems — Thermal control materials — Part 1: Thermal properties testing:空间热控材料热性能测试标准,涵盖高低温环境下相变材料的循环稳定性测试要求。

GB/T 10295-2008 绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 热流计法:通过热流计法测定绝热材料热阻的方法,可用于复合相变材料热阻性能分析。

ASTM C1784-14 JianCe Test Method for Using a Heat Flow Meter Apparatus for Thermal Performance Testing of Insulation Products in Simulated Hygrothermal Conditions:模拟湿热环境下的热性能测试方法,适用于评估湿度对相变材料性能的影响。

IEC 62304:2006 Medical electrical equipment — Software life cycle processes:虽为医疗设备软件标准,但其中热管理相关要求可作为医疗用相变冷却设备性能验证的参考依据。

GB/T 35168-2017 动力蓄电池系统通用要求:规定动力蓄电池系统的通用技术要求,其中温度控制相关条款可用于相变冷却模块在动力电池领域的应用验证。

检测仪器

差示扫描量热仪(DSC):通过测量样品与参比物的功率差随温度变化,精确测定相变材料的相变焓、相变温度及热容变化。在本检测中的具体功能:在程序控温下监测材料相变过程中的热量变化,提供相变焓值(精度±2%)和相变温度区间(分辨率0.1℃)数据。

激光闪射热导率测试仪:利用激光脉冲加热样品表面,通过红外探测器测量背面温度响应,计算材料的热导率和热扩散率。在本检测中的具体功能:适用于固体、液体及薄膜材料的快速热导率测量,测量范围0.1-5W/(m·K),温度范围-100~500℃。

高精度温度巡检系统:由多通道温度传感器、数据采集器及软件组成,实时记录冷却过程中多个位置的温度变化。在本检测中的具体功能:温度测量精度±0.1℃,采样频率10Hz,可评估冷却速率(时间分辨率0.1s)和温度均匀性(空间分辨率5mm)。

相变材料循环老化试验机:通过程控温控系统模拟相变材料的熔化-凝固循环过程,监测循环次数对材料热性能的影响。在本检测中的具体功能:温度范围-50~200℃,循环次数≥1000次,可测定材料循环稳定性(性能衰减率≤5%)及相分离倾向(分离阈值≤5%体积比)。

热机械分析仪(TMA):在程序控温下测量材料的尺寸变化,用于测定相变材料的热膨胀系数。在本检测中的具体功能:温度范围-150~1000℃,位移测量精度±0.1μm,可评估材料在温度变化下的体积稳定性(热膨胀系数测量范围10^-6~10^-4/℃)。

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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