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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:39

什么是熱導(dǎo)率測量?

導(dǎo)熱率是一個物理性能,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)率測量的主要標(biāo)準(zhǔn)。

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

熱導(dǎo)率測量的原理

導(dǎo)熱率測量原理分為穩(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,通常測量熱擴(kuò)散率,而Kobe工業(yè)測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,并使用紅外探測器測量樣品相對表面的溫度變化。 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信號高度(ΔTmax),帶有參考樣品的信號高度。

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)

通過激光閃光法測量熱擴(kuò)散率的原理

通過激光閃光法測量熱擴(kuò)散率的原理

導(dǎo)熱率測量的目的

近年來,汽車行業(yè)以及制造和開發(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)致的故障等問題是一個問題,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,在制造和開發(fā)站點(diǎn)中,改善設(shè)備的散熱特性和開發(fā)具有出色散熱特性的新材料正在成為一個挑戰(zhàn)。 Flash方法是一種可以輕松測量導(dǎo)熱率的技術(shù),這在材料的散熱特性中尤為重要,并且被廣泛用作評估耗散耗散材料的技術(shù)。

如何測量導(dǎo)熱率

熱導(dǎo)率測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,其中測量對象的兩側(cè)都保持在不同的恒定溫度下,并生成穩(wěn)態(tài)的熱梯度以測量導(dǎo)熱率。另一方面,不穩(wěn)定的方法是一種通過將熱能應(yīng)用于測量對象的一側(cè)并測量響應(yīng)時(shí)間來計(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量從相移和阻尼速率中測量熱擴(kuò)散率。
下表顯示了穩(wěn)定和非平穩(wěn)方法的主要測量方法。

固定和非平穩(wěn)方法的主要測量方法

科比工業(yè)測試中心使用閃光法來評估導(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)是一種通過測量沿?zé)崃鲃臃较虻膬蓚€點(diǎn)之間的距離和溫度差來獲得熱導(dǎo)率的方法,當(dāng)時(shí),當(dāng)穩(wěn)定的溫度梯度通過在一個方向上應(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)行測量,但是由于需要一個相對較大的樣品,并且需要很長的時(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)和對周圍區(qū)域的熱量耗散會導(dǎo)致錯誤。

◆測量目標(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,通過測量樣品溫度的時(shí)間變化來計(jì)算熱導(dǎo)率。例如,將能量應(yīng)用于測量目標(biāo)的表面,并測量了由于時(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)狀加熱和臺階加熱,但是閃爍的方法是最常見的。
Flash方法的樣本量比穩(wěn)態(tài)方法較小,可以快速測量。它還具有能夠測量廣泛的熱擴(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,這是一種間接評估導(dǎo)熱率的方法。

◆測量目標(biāo):金屬,陶瓷,聚合物

關(guān)于激光閃光法

這是一種通過用均勻和瞬時(shí)的激光脈沖照射樣品表面來確定熱擴(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。由于使用紅外檢測器檢測到它,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。另一個缺點(diǎn)是,很難檢測到導(dǎo)熱率是否太低。激光閃光法通常可以在更短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行測量,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)率測量的示例

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

科比工業(yè)測試站導(dǎo)熱率測量儀器(1)

Netzsch LFA467HT Hyper Flash

Netzsch LFA467HT Hyper Flash

設(shè)備類型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)散率測量精度(達(dá)到±3%或更少)

熱擴(kuò)散率測量精度(低于±3%)

Cu薄膜的測量可以以0.25mm的厚度(脈沖寬度20μs)測量

Cu薄膜的測量可以以0.25mm的厚度(脈沖寬度20μs)測量

科比工業(yè)測試站導(dǎo)熱率測量儀器(2)

TC-9000由Ulvac Riko Co.制造的特殊類型。

TC-9000由Ulvac Riko Co.制造的特殊類型。

設(shè)備類型TC-9000由Ulvac Riko Co.制造的特殊類型。
規(guī)格?激光源
? rt?1400°C(通常使用1300°C)
?在真空中測量(1×10^-2Pa)
分析模型半場方法
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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