JThermo/普简仪器 固体导热系数测量

服务概述：
  随着我国科技的快速发展，出现了大量的新材料和传统材料的新应用。对于科研工作者来说，也许只是进行前期的尝试实验，或者为进行设计临时需要某种新型材料的一个或者几个精确的导热系数数据。为满足广大科研和工程技术人员的需求，上海普简测试中心为用户提供样品的测试服务，使得用户可以在较快的时间内、以较少的成本获得所需要的数据；而对于暂无计划投入导热仪设备的企业用户来说，测试用心也非常乐意随时为用户提供生产线上不同批次样品的抽样检查服务。
      上海普简测试中心配备专业测试人员和设备，在-30℃到200℃温区，均可获得被测样品的导热系数数据以及导热系数-温度数据曲线；而对于更宽广的温度范围，如液氮温度~500℃，用户也可以咨询我们的高级技术人员。对样品的形状（块状，片状，粉末，颗粒，膏体均可）和尺寸没有严格的要求，测试过程为无损检测，用户不需要花费很长时间刻意制备样品，测试后的样品还可以再利用，可以有效的帮助用户降低测试成本。
      上海普简测试中心通常在收到样品后的3个工作日内就可以出具测试报告。而对于样品数量较多，温度和压力区间较广的测试需求来说，测试中心也会尽量满足用户的急迫需求。 
      在过去的几年内，上海普简测试中心为**过300多家的用户提供了高精度的固体导热系数数据，被测的样品包括保温板、碳毡、导热硅胶、导热硅脂、导热膏、陶瓷、导热塑料、导热橡胶、土壤、岩石、秸秆颗粒、各种金属及合金、以及各种生物材料；样品的形态涵盖了块状、片状、薄膜、胶体、膏体、熔融体、粉末、颗粒等。同时，测试中心也非常愿意帮助用户解决各种实际工程问题，如不规则形状的成品导热系数检测、材料的均匀性检测、密闭腔体中未知物质的导热系数检测等。

      
方法介绍：
 对于流体导热系数的测量和研究，瞬态热线法是国际上公认的较好的方法。
       对于导热系数测量方法的评价，目前我国以及国际上都还没有建立量值传递体系。在科学研究以及相关的工业行业标准（如ISO8302,ASTM C177, ASTM C518, ASTM D2717)中，都是以标准物质（CRM）作为评价导热系数方法和特定仪器设备的依据。国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）发布的流体物理化学性质推荐表中，以甲苯（toluene）、纯水作为液体导热系数测量的一级标准物质，这些物质的一级导热系数数据均以热线法获得，测量准确度为1%甚至更好（小于0.5%）。因此瞬态热线法也被推荐作为液体导热系数测量的一级测量方法（Primary Method）。目前NIST官网发布了包括Methanol、Ethanol、n-Heptane、n-Hexane、Benzene、Toluene等物质在宽广温度和压力范围内的导热系数实验数据和拟合方程，其数据筛选依据中非常重要的一条便是实验测量必须采用一级测量方法。
       上海普简测试中心配备的基于瞬态热线法的流体导热系数仪系统，可实现-30~200度、0~30MPa范围内的流体导热系数研究，不仅可以获得被测样品的高精度的导热系数数据，还可以获得导热系数-温度曲线以及导热系数-压力曲线。
       同时，测试中心还配备有双热线导热系数仪，可以测量气体的导热系数。热线法技术中，为了避免端部效应通常采用两种实验处理方法，一种是电压引线法，另一种是双热线法。对于高精密测量和气体导热系数测量中，双热线法的应用更广泛。但是由于双热线法的电测系统中采用了惠更斯电桥，所以相比于单热线法，较难实现完全自动化，且由于配置很高、价格昂贵，通常只存在于实验室中。为了满足用户高精度测量气体导热系数的需求，上海普简科技自行研发了高精度双热线法导热系数仪，并采用饱和液相甲苯进行检验，证明测量准确度在1%之内，采用该系统，为用户测量了多种制冷剂和天然气体的气体导热系数。
      
服务范围：
测试条件 
       测试准确度：±2 %~3 % 
       测量范围：0.005~100.0 W/（m?K）
       温度范围：-30 ℃~200 ℃
测量方法及标准
       测量方法：瞬态热线法、探针法
       参考标准：ASTM C1113，GB/T 10297，ASTM D5930
测试种类
       可测量的固体种类包括但不限于：
       **材料：土壤、岩石、岩沙、木材、生物质等；
       无机材料：金属及合金材料、耐火材料、陶瓷、玻璃、水泥、碳化硅板等；
       高分子材料：塑料、橡胶、纤维、织物、胶黏剂、树脂等； 
       复合材料：金属基复合材料、非金属基复合材料、聚合物基复合材料等；
       功能材料：建筑材料、保温隔热材料、导热材料等； 
 纳米材料：如纳米管、纳米颗粒等；
       其它材料：LED、气凝胶、食品等。
测试状态 
       适用的样品状态可以是片状、块状、粉末颗粒、胶体及膏状物等：
       块状：陶瓷，橡胶，塑料，木材，岩石，不锈钢，电子器件，建筑材料等；
       片状：各种薄片；
       粉末：秸秆，土壤，谷物，药品粉末；
 膏体：导热胶，导热脂，粘结剂，化妆品，凝胶，果冻等。
样品用量 
       块状/片状：较小边长不小于1 cm，厚度不小于0.3 mm；
       粉末/膏体：不少于50 mL。
典型案例：
导热硅胶导热系数的测量
      导热硅胶，又称导热胶、导热硅橡胶等，是以**硅胶为主体，添加填充料、导热材料等高分子材料混炼而成的硅胶，具有较好的导热、电绝缘性能。作为绝缘和减震性能优越的硅橡胶基体而言，其热导率仅为0.2W/(m·K)左右，但通过在基体中加入高性能导热填料，包括金属类填料（如Al、Cu、MgO、 AIN、BN）和非金属类材料（如SiC、石墨、炭黑等）后，其导热性能却可以得到几倍乃至几十倍的提高。导热硅胶材料的导热性能，由硅橡胶基体、填料性能、填料比例、填料分布情况、加工工艺等综合决定。
      利用TC3000热线法导热系数仪，测试了几种不同添加剂成分的导热硅胶片的导热系数，可以看出，不同组分的导热硅胶，其导热性能具有明显的差异。同时，TC3000表现出了在测量不规则样品时具有的优势，*对样品进行特殊处理，即可快速获得导热系数。
表1. 导热硅胶的导热系数实验数据
 

表2  TC 3000导热系数仪获得的水的导热系数
 
      可以看到，在常温附近，测量的准确度、重复性都非常好，即使在高温下由于非压力容器导致测量偏差有所增加，但依然在3%范围之内，所获得的多次测量结果在软件导热系数分布图中的显示见下图：
 
图1 自动多次测量所获得的不同温度下水的导热系数分布图