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日本kmtl導(dǎo)熱率設(shè)備介紹

發(fā)布時(shí)間:2025-04-24 點(diǎn)擊量:698

什么是熱導(dǎo)率測(cè)量?

導(dǎo)熱率是一個(gè)物理性能,表明熱能傳遞的易于性。
該單元以W/(M ? k)表示,當(dāng)1m厚板的兩端之間的溫度差為1°C時(shí),它表明熱量流經(jīng)每秒1 m2的熱量。
通常,金屬具有較高的導(dǎo)熱率,而樹(shù)脂和橡膠的導(dǎo)熱率較低。
導(dǎo)熱率是特定于物質(zhì)的特性,用于表征穩(wěn)定的傳熱。
本節(jié)列出了熱擴(kuò)散率和熱導(dǎo)率測(cè)量的主要標(biāo)準(zhǔn)。

JIS R1611
使用精細(xì)陶瓷的閃光法測(cè)量熱擴(kuò)散率,比熱容量和熱導(dǎo)率的方法
JIS H7801
通過(guò)激光閃光法測(cè)量金屬熱擴(kuò)散率的方法
ASTM E1461
通過(guò)閃光法進(jìn)行熱擴(kuò)散率的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法

熱導(dǎo)率測(cè)量的原理

導(dǎo)熱率測(cè)量原理分為穩(wěn)定和非穩(wěn)態(tài)方法,具體取決于加熱隨時(shí)間變化的差異。根據(jù)測(cè)量方法,適用的范圍(例如材料的形狀和熱導(dǎo)率的大小)將有所不同。
Flash方法是一種非平穩(wěn)方法之一,通常測(cè)量熱擴(kuò)散率,而Kobe工業(yè)測(cè)試中心也使用閃光法。要了解導(dǎo)熱率,需要在相同溫度范圍內(nèi)的特定熱容量和密度(或室溫密度)。
具體而言,將帶有平行表面的樣品的一側(cè)用短的能量脈沖加熱,并使用紅外探測(cè)器測(cè)量樣品相對(duì)表面的溫度變化。 There are several analytical models, but at Kobe Industrial Testing Center, the thermal diffusivity α is measured using the half-time method (t1/2, time elapsed until the signal height is half) and curve fitting method, using the sample thickness (d), and ultimately the thermal conductivity is calculated using the following equation: Furthermore, the flash method can also measure specific heat capacity, and the specific heat capacity (Cp) can be analyzed by comparing the信號(hào)高度(ΔTmax),帶有參考樣品的信號(hào)高度。

λ=α×cp×ρ
其中λ:熱導(dǎo)率(w/(m?k))
α:熱擴(kuò)散率(㎡/sec)
CP:特定的熱容量(j/(kg?k))
ρ:密度(kg/m3)

通過(guò)激光閃光法測(cè)量熱擴(kuò)散率的原理

通過(guò)激光閃光法測(cè)量熱擴(kuò)散率的原理

導(dǎo)熱率測(cè)量的目的

近年來(lái),汽車(chē)行業(yè)以及制造和開(kāi)發(fā)電子設(shè)備和材料(例如智能手機(jī)和筆記本電腦)的行業(yè)越來(lái)越多地提高了電子設(shè)備以及半導(dǎo)體和電池等電子設(shè)備的性能和微型化。由于它在有限的區(qū)域上安裝在高密度上,因此設(shè)備中的熱變質(zhì)和因產(chǎn)生熱量而導(dǎo)致的故障等問(wèn)題是一個(gè)問(wèn)題,并且必須準(zhǔn)確掌握零件和材料的熱性能以防止事故。此外,在制造和開(kāi)發(fā)站點(diǎn)中,改善設(shè)備的散熱特性和開(kāi)發(fā)具有出色散熱特性的新材料正在成為一個(gè)挑戰(zhàn)。 Flash方法是一種可以輕松測(cè)量導(dǎo)熱率的技術(shù),這在材料的散熱特性中尤為重要,并且被廣泛用作評(píng)估耗散耗散材料的技術(shù)。

如何測(cè)量導(dǎo)熱率

熱導(dǎo)率測(cè)量方法可以大致分為穩(wěn)定和非穩(wěn)態(tài)方法。
穩(wěn)態(tài)方法是一種方法,其中測(cè)量對(duì)象的兩側(cè)都保持在不同的恒定溫度下,并生成穩(wěn)態(tài)的熱梯度以測(cè)量導(dǎo)熱率。另一方面,不穩(wěn)定的方法是一種通過(guò)將熱能應(yīng)用于測(cè)量對(duì)象的一側(cè)并測(cè)量響應(yīng)時(shí)間來(lái)計(jì)算導(dǎo)熱率的方法。不穩(wěn)定的方法包括瞬態(tài)熱流法和周期加熱方法。瞬態(tài)熱流量方法提供了突然的溫度變化,并測(cè)量響應(yīng)時(shí)間變化的熱擴(kuò)散率,而定期加熱方法可提供周期性的溫度變化并測(cè)量從相移和阻尼速率中測(cè)量熱擴(kuò)散率。
下表顯示了穩(wěn)定和非平穩(wěn)方法的主要測(cè)量方法。

固定和非平穩(wěn)方法的主要測(cè)量方法

科比工業(yè)測(cè)試中心使用閃光法來(lái)評(píng)估導(dǎo)熱率。

關(guān)于穩(wěn)態(tài)方法

該方法(例如熱流量計(jì)量方法)是一種通過(guò)測(cè)量沿?zé)崃鲃?dòng)方向的兩個(gè)點(diǎn)之間的距離和溫度差來(lái)獲得熱導(dǎo)率的方法,當(dāng)時(shí),當(dāng)穩(wěn)定的溫度梯度通過(guò)在一個(gè)方向上應(yīng)用已知大小的熱流以創(chuàng)建穩(wěn)定溫度梯度而產(chǎn)生穩(wěn)定的溫度梯度。例如,通過(guò)將樣品的一側(cè)保持在高溫下,另一側(cè)將樣品保持在低溫下,產(chǎn)生穩(wěn)定的熱流,測(cè)量樣品之間的溫度差并計(jì)算導(dǎo)熱率。熱導(dǎo)率可以直接以穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量,但是由于需要一個(gè)相對(duì)較大的樣品,并且需要很長(zhǎng)的時(shí)間才能將熱量施加到樣品直至施加后達(dá)到穩(wěn)態(tài)。另外,樣品表面的溫度調(diào)節(jié)和對(duì)周?chē)鷧^(qū)域的熱量耗散會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤。

◆測(cè)量目標(biāo):低熱電導(dǎo)率材料,例如絕緣材料和其他建筑材料

在非平穩(wěn)方法上

在不穩(wěn)定的方法中,通過(guò)測(cè)量樣品溫度的時(shí)間變化來(lái)計(jì)算熱導(dǎo)率。例如,將能量應(yīng)用于測(cè)量目標(biāo)的表面,并測(cè)量了由于時(shí)間變化而導(dǎo)致的樣品的溫度變化,并計(jì)算了導(dǎo)熱率。
有多種方法,例如脈搏加熱,環(huán)狀加熱和臺(tái)階加熱,但是閃爍的方法是最常見(jiàn)的。
Flash方法的樣本量比穩(wěn)態(tài)方法較小,可以快速測(cè)量。它還具有能夠測(cè)量廣泛的熱擴(kuò)散率的優(yōu)點(diǎn),這在準(zhǔn)確性和可重復(fù)性方面非常出色。但是,導(dǎo)熱率的計(jì)算需要特定的熱容量和密度,這是一種間接評(píng)估導(dǎo)熱率的方法。

◆測(cè)量目標(biāo):金屬,陶瓷,聚合物

關(guān)于激光閃光法

這是一種通過(guò)用均勻和瞬時(shí)的激光脈沖照射樣品表面來(lái)確定熱擴(kuò)散率的方法,從而觀察到從加熱樣品表面到樣品后表面的熱擴(kuò)散現(xiàn)象。由于使用紅外檢測(cè)器檢測(cè)到它,因此可以在短時(shí)間內(nèi)獲得熱擴(kuò)散率,但要知道導(dǎo)熱率,需要在相同溫度范圍內(nèi)的特定熱容量和密度和密度(或室溫密度)值。另一個(gè)缺點(diǎn)是,很難檢測(cè)到導(dǎo)熱率是否太低。激光閃光法通??梢栽诟痰臅r(shí)間內(nèi)進(jìn)行測(cè)量,而不是穩(wěn)態(tài)的保護(hù)熱板方法和熱流量計(jì)量方法。

科比工業(yè)實(shí)驗(yàn)站涉及的熱導(dǎo)率測(cè)量的示例

科比工業(yè)測(cè)試中心具有使用多種材料測(cè)量導(dǎo)熱率的記錄。
我們還測(cè)量了金屬材料,例如SUS,鋁合金和銅合金,以及近年來(lái)需求增加的復(fù)合材料。
此外,如果您對(duì)陶瓷,樹(shù)脂材料,薄膜材料等有任何疑問(wèn),我們將提出測(cè)量方法。

科比工業(yè)測(cè)試站導(dǎo)熱率測(cè)量?jī)x器(1)

Netzsch LFA467HT Hyper Flash

Netzsch LFA467HT Hyper Flash

設(shè)備類(lèi)型Netzsch LFA467HT Hyper Flash
規(guī)格?氙氣源(脈沖寬度20至1200μs變量)
? rt?1250 ℃
?50℃/min
?使用氬氣流量測(cè)量
分析模型曲線擬合方法
準(zhǔn)確性?熱擴(kuò)散率:±3%至±5%
?特異性熱量:±5%至±7%
樣品尺寸? 10mm或φ12.7mm或10mm Square×T1-2mm
?其他形狀將分別討論
熱擴(kuò)散率測(cè)量精度(達(dá)到±3%或更少)

熱擴(kuò)散率測(cè)量精度(低于±3%)

Cu薄膜的測(cè)量可以以0.25mm的厚度(脈沖寬度20μs)測(cè)量

Cu薄膜的測(cè)量可以以0.25mm的厚度(脈沖寬度20μs)測(cè)量

科比工業(yè)測(cè)試站導(dǎo)熱率測(cè)量?jī)x器(2)

TC-9000由Ulvac Riko Co.制造的特殊類(lèi)型。

TC-9000由Ulvac Riko Co.制造的特殊類(lèi)型。

設(shè)備類(lèi)型TC-9000由Ulvac Riko Co.制造的特殊類(lèi)型。
規(guī)格?激光源
? rt?1400°C(通常使用1300°C)
?在真空中測(cè)量(1×10^-2Pa)
分析模型半場(chǎng)方法
準(zhǔn)確性?熱擴(kuò)散率:±3%至±5%
?特異性熱量:±5%至±7%
樣品尺寸φ10mmx T1-3mm


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