导热系数测量

非稳态法测量导热系数

1. 测量导热系数的稳态与非稳态方法及特点

从十八世纪中叶由富兰克林开始对固体的导热能力进行实验以来，己经经历了二百多年.其间发展了多种多样测量物质的导热系数的方法。方法名称众第一章文献综述多，主要是根据导热过程的宏观机理、导热热流在试样上的流向、试样的形状、热流与时间的函数关系以及是否直接测量热流量等方面来区分。一般可分为稳态法和非稳态法两大类。

稳态法指的是实验中待测试样上温度分布达到稳定后进行测量，其分析的出发点是稳态的导热微分方程，能直接测得导热系数。其特点是实验公式简单，实验时间长，需要测量导热量(直接或间接地)和若干点的温度。

非稳态法指的是实验测量过程中试样温度随时间变化，其分析的出发点是不稳态导热微分方程。非稳态方法以其快速准确的特点近年来发展很快。测量原理是对处于热平衡状态的试样施加某种热干扰，同时测量试样对热干扰的响应(温度或热流随时间的变化)，然后根据响应曲线确定热物性参数的数值。在非稳态测量方法中，测量信号是时间的函数，因而可以分别或同时得出导热系数以及由几和RC，组合而成的参数如热扩散率、蓄热系数等。

近年来 ,由X.X. ZH ANG和A.De giovanni等对非稳态方法作了大量新的系统研究，认为非稳态法的主要区别在于:(1)热干扰的形式;(2)测量信号的种类;(3)问题的几何特征。

4. 非稳态平面热源法测量物体导热系数

（1）方法介绍

导热系数(或热导率)直接表征物质的导热能力,是材料的重要热物理性质。测量的方法一般可分为稳态法和非稳态法两大类,非稳态法指的是实验测量过程中试样温度随时间变化,其分析的出发点是不稳态导热微分方程。非稳态方法以其快速准确的特点近年来发展很快,测量原理是对处于热平衡状态的试样施加某种热干扰,同时测量试样对热干扰的响应,然后根据响应曲线确定热物性参数的数值,可以分别或同时得出导热系数、体积热容,以 及组合参数如热扩散率、蓄热系数等。

非稳态平面热源法(包括脉冲平面热源法和阶跃平面热源法)是由斯洛伐克科学院物理研究所的Ludovit Kubicar提出并加以规范化的,适合导热系数在0. 05W / (m·K) ～50 W / (m·K) 范围内的材料,可以测量均质固体材料、非均质材料以及多孔材料。实际上,我国的