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先說基本原理:
(1) 穩(wěn)態(tài)法熱導(dǎo)率測量原理是在被測試樣所關(guān)心的熱導(dǎo)率方向上形成一個穩(wěn)定的溫度差,然后測量這兩個溫度點之間的距離、溫度差和熱流密度,最終計算出這此平均溫度(兩個溫度值取平均)下的等效熱導(dǎo)率。穩(wěn)態(tài)法主要包括保護熱板法和熱流計法。
(2) 動態(tài)熱導(dǎo)率測量原理是在被測試樣整體達到溫度均勻和恒定后,在試樣加載一個微小的溫度擾動,通過檢測此溫度擾動波形,可以直接計算出被測試樣在此恒定溫度下的熱導(dǎo)率。動態(tài)法主要包括熱線法、熱帶法、熱盤法和激光脈沖法也算動態(tài)法。
由此可見,原理上的不同點是:穩(wěn)態(tài)法時試樣內(nèi)有穩(wěn)定的一維熱流場,所以穩(wěn)態(tài)法測量的熱導(dǎo)率具有明顯的方向性,熱導(dǎo)率方向與熱流方向相同。而動態(tài)法則是則沒有方向性,測量的是整個試樣整體的平均熱導(dǎo)率,所以動態(tài)法適合測量均質(zhì)材料。當(dāng)然,激光脈沖法是個特例,只能測量方向向性熱擴散率,然后根據(jù)密度和比熱容算出測試方向上的熱導(dǎo)率。
測試方法:
(1)穩(wěn)態(tài)法測試方法核心就是要實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)法測試原理模型的各種邊界條件。盡管穩(wěn)態(tài)法熱導(dǎo)率測量計算公式簡單,但邊界條件的實現(xiàn)要達到很高的要求,比如絕熱邊界條件的實現(xiàn)等,所以穩(wěn)態(tài)法測試設(shè)備比較龐大,不太適合小尺寸試樣測試。
(2)動態(tài)法則相反,測試模型對邊界條件沒有太多的要求,只要試樣尺寸足夠大,試樣測試前的溫度恒定就可以,所以動態(tài)法熱導(dǎo)率測試設(shè)備一般都相對比較簡單。但動態(tài)法的測試數(shù)據(jù)方法一般都比較復(fù)雜,甚至要進行復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式進行各種修正。