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材料的导热性能测定

1、导热性能概念

 导热性能是材料传递热量的能力,用导热系数表示。导热系数的物理意义为:在稳定传热条件下,当材料层单位厚度内的温差为1℃时,在1h内通过1m2表面积的热量,单位是W/m·K。材料导热系数越大,导热性能越好。材料本身的组成是影响导热系数最重要的因素,金属材料的导热系数最大,无机非金属材料导热系数次之,有机材料的导热系数最小。除此以外,材料的微观结构、孔隙率、孔隙特征和含水率对等因素对导热系数也有影响。土木工程中用于保温、隔热的材料统称为绝热材料,通常把导热系数小于0.23W/(m·K)的材料称为绝热材料。如:岩棉、泡沫玻璃等。

2、导热性能测定分类 

 材料导热系数的测定方法有稳定热流法和非稳定热流法两大类,每大类中又有多种测定方法。在现代工程中,测定材料导热系数的稳定态热流方法以其原理简单、计算方便而被广泛应用。

  根据导热过程的宏观机理还可分为稳态法和瞬态法,常规的热流计法,防护热板法等属于稳态法;激光闪射法,热线法和平面热源法等都在瞬态法的范畴之内。

3、导热性能测定原理

  热流计法即为稳态法之一,其测试原理:当热板和冷板在恒定温度和恒定温差的温度状态下,用已标定的热流传感器测量穿过样品的热流,在达到热平衡后,测得最终的数据。测试的参数是导热系数热阻,可依据标准:ASTM C518;EN 12667/12664/ISO 8301;GB/T 10295,适用的导热系数范围:0.005~0.5W/(m-K),平整度高的保温绝热材料,如:岩棉、玻璃棉、橡胶等。

  瞬态法之一的有热线法,其测试原理:在匀温的各向同性均质试样中放置一根电阻丝,即所谓的“热线”,当热线以恒定功率放热时,热线和其附近试样的温度将会随时间升高。根据其温度随时间变化的关系,可确定试样的导热系数。测试可依据的标准:GB/T 10297适用于导热系数小于2 W/(m·K),各向同性均质非金属固体材料。

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