導(dǎo)熱系數(shù)是表征導(dǎo)熱材料性能，優(yōu)劣重要的參數(shù)之一， 也是使用者最為關(guān)注的技術(shù)指標(biāo)。鑠思百檢測(cè)可提供導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試。

導(dǎo)熱系數(shù)的定義是： 在穩(wěn)定傳熱條件下，1m厚的材料，兩側(cè)表面的溫差為1度（K，℃），在1秒內(nèi)（1s），通過(guò)1平方米面積傳遞的熱量，單位為瓦/米·度（W/(m·K)，此處為K可用℃代替）。

材料的導(dǎo)熱系數(shù)不僅與材料的物質(zhì)種類有關(guān)，而且與它的微觀結(jié)構(gòu)、填料含量等有密切聯(lián)系。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程設(shè)計(jì)中，所用材料的導(dǎo)熱系數(shù)都需要用實(shí)驗(yàn)的方法精確測(cè)定。 導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定方法發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)有了許多種，它們有不同的適用領(lǐng)域、測(cè)量范圍、精度、準(zhǔn)確度和試樣尺寸要求等，不同方法對(duì)同一樣品的測(cè)量結(jié)果可能會(huì)有較大的差別，因此選擇合適的測(cè)試方法是首要的。

目前導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定方法分為穩(wěn)態(tài)法和非穩(wěn)態(tài)法兩大類，具有各自不同的測(cè)試原理。在導(dǎo)熱硅膠行業(yè)中，常見(jiàn)的測(cè)試方法是穩(wěn)態(tài)熱板法（參照標(biāo)準(zhǔn)：ASTM D5470），瞬態(tài)平面熱源法（參照標(biāo)準(zhǔn)：ISO 22007-2）。

下文將為大家介紹上述兩種測(cè)試方法以及使用的測(cè)試儀器。

一、ASTM D5470

薄型導(dǎo)熱固態(tài)電絕緣材料熱傳輸特性的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法

該方法采用的是通常所說(shuō)的穩(wěn)態(tài)熱流法，其測(cè)試原理是將一定厚度的樣品置于上下兩個(gè)平板間，對(duì)樣品施加一定的熱流量和壓力，使用熱流傳感器測(cè)量通過(guò)樣品的熱流、測(cè)試樣品的厚度、熱板/ 冷板間的溫度梯度，然后得出不同厚度下對(duì)應(yīng)的熱阻數(shù)據(jù)作直線擬合得出樣品的導(dǎo)熱系數(shù)。

這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：

①可以 測(cè)試產(chǎn)品的熱阻與導(dǎo)熱系數(shù)；

②特別適合模擬產(chǎn)品在實(shí)際工況下的使用狀態(tài)。

缺點(diǎn)是：

①對(duì)產(chǎn)品的厚度有一定要求；

②接觸熱阻會(huì)影響測(cè)試結(jié)果；

③為了到達(dá)穩(wěn)態(tài)，測(cè)試所需時(shí)間較長(zhǎng)。

穩(wěn)態(tài)熱板法原理圖

傅里葉定律：

熱阻：

導(dǎo)熱系數(shù)：

常用的測(cè)試設(shè)備如下：

DRL-II型導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試儀（圖）

DRL-III型導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試儀（圖）

LW-9389型界面材料熱阻及熱傳導(dǎo)系數(shù)儀（圖）

二、ISO 22007-2-2008 塑料

熱傳導(dǎo)率和熱擴(kuò)散率的測(cè)定

瞬態(tài)平面熱源法(TPS)是目前研究材料導(dǎo)熱性能的方法中最方便、精確的一種，由熱線法改進(jìn)而來(lái)。這種方法采用一個(gè)瞬間熱平面探頭（Hot Disk探頭），我們也將其稱之為Hot Disk法。Hot Disk探頭由熱阻性材料鎳制成，包覆有絕緣材料（聚酰亞胺，云母等），探頭帶自加熱功能。

這種方法的原理是，將帶有自加熱功能的溫度探頭放置于樣品中，測(cè)試時(shí)在探頭上施加一個(gè)恒定的加熱功率，使其溫度上升。鎳的熱電阻系數(shù)— 溫度和電阻的關(guān)系呈線性關(guān)系，即可通過(guò)了解電阻的變化可以知道熱量的損失，從而反映樣品的導(dǎo)熱性能。然后測(cè)量探頭本身和與探頭相隔一定距離的圓球面上的溫度隨時(shí)間上升的關(guān)系，通過(guò)數(shù)學(xué)模型擬合同時(shí)得到樣品的導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴(kuò)散系數(shù)。

圖 包覆聚酰亞胺的Hot Disk 探頭

Hot Disk 固體樣品放置示意圖

這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：

①能夠同時(shí)測(cè)量熱導(dǎo)率、熱擴(kuò)散率以及單位體積的熱容；

②測(cè)試范圍廣(0.005～500W/m· K)、精度高(±3%)、重復(fù)性好 (±1%)、測(cè)量時(shí)間短(單次測(cè)量 3~5min)和操作簡(jiǎn)便；

③可測(cè)試的樣品種類多(液體、粉末、凝膠、高分子、復(fù)合材料等 )；

④不受接觸熱阻的影響，其測(cè)試結(jié)果更貼近于材料本身的導(dǎo)熱系數(shù)。

缺點(diǎn)是此方法適用于測(cè)均質(zhì)材料的導(dǎo)熱系數(shù)，不適合用于測(cè)各向異性材料(如石墨片 )。

典型的測(cè)試設(shè)備是瑞典的Hot Disk導(dǎo)熱測(cè)試儀

圖 Hot Disk導(dǎo)熱測(cè)試儀

導(dǎo)熱系數(shù)是材料本身的參數(shù)，與形狀大小無(wú)關(guān)。目前已有大量的導(dǎo)熱測(cè)試方法，但沒(méi)有任何一種方法能適用于所有產(chǎn)品、所有場(chǎng)合。產(chǎn)品品特性、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試環(huán)境等都會(huì)對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的結(jié)果產(chǎn)生影響。材料的導(dǎo)熱系數(shù)不能用不同測(cè)試方法得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。要得到準(zhǔn)確和有參考意義的結(jié)果，必須選擇合適的測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)量。

最后附上我們整理的一些測(cè)試導(dǎo)熱系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)方法：

一、穩(wěn)態(tài)法

GB/T 3651-2008 金屬高溫導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量方法

GB/T8722-2008 石墨材料中溫導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定方法

GB/T 10294-2008 絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關(guān)特性的測(cè)定——防護(hù)熱板法

GB/T10295-2008 絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關(guān)特性的測(cè)定——熱流計(jì)法

GB/T 10296-2008 絕熱層穩(wěn)態(tài)傳熱性質(zhì)的測(cè)定——圓管法

GB/T 17357-2008 設(shè)備及管道絕熱層表面熱損失現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定——熱流計(jì)法

YBT4130-2005 耐火材料導(dǎo)熱系數(shù)試驗(yàn)方法 水流量平板法

ASTM C177-10 用護(hù)熱板法儀器測(cè)定穩(wěn)態(tài)熱流和傳熱性能的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法

ASTMC182-1998 隔熱耐火磚導(dǎo)熱系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法

ASTM C201-1998 耐火材料導(dǎo)熱系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法

ASTM C202-1998 耐火磚導(dǎo)熱系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法

ASTM C335-05a 臥式隔熱管穩(wěn)態(tài)傳熱特性標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法

ASTM C518-04 用熱流計(jì)裝置的穩(wěn)態(tài)熱傳輸性能標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法

ASTM C680-08 采用計(jì)算機(jī)程序估算板狀、柱狀和球狀系統(tǒng)表面溫度和熱量增減的標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)范

ASTM C687-07 酥松填充式建筑隔熱材料熱阻測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)范

ASTM C1043-06 防護(hù)熱板法設(shè)計(jì)中采用環(huán)形線加熱源標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)范

ASTM C1044-07 在單試樣模式中采用保護(hù)熱板裝置或薄加熱器裝置的標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)范

ASTM C1113-2004 熱線法（鉑電阻溫度計(jì)技術(shù)）耐火材料導(dǎo)熱系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法

ASTM C1114-06 用薄加熱器裝置的穩(wěn)態(tài)熱傳輸性能標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法

ASTM D5470-2012 薄型導(dǎo)熱固態(tài)電絕緣材料熱傳輸特性的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法

ASTM D6744-01 采用保護(hù)熱流計(jì)技術(shù)測(cè)定陽(yáng)極碳熱導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法

ASTM E1225-04 采用保護(hù)比較式縱向熱流技術(shù)測(cè)定固體熱導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法

ASTM E1530-06 采用防護(hù)熱流計(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)材料熱阻的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法

ASTM F433-02 墊片類材料熱導(dǎo)率評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程

二、瞬態(tài)法

GJB 1201.1-1991 固體材料高溫?zé)釘U(kuò)散率試驗(yàn)方法 激光脈沖法

GB/T 5990-2006 耐火材料 導(dǎo)熱系數(shù)試驗(yàn)方法 熱線法

GBT 10297-1998非金屬固體材料導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定方法

GBT 22588-2008 閃光法測(cè)量熱擴(kuò)散系數(shù)或?qū)嵯禂?shù)

ASTM C714-05 熱脈沖法測(cè)量碳和石墨熱擴(kuò)散率標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法

ASTM C5334-00 熱探針?lè)ù_定土壤和軟巖石導(dǎo)熱系數(shù)的的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法

ASTM D5930-01 采用瞬態(tài)線熱源技術(shù)確定塑料導(dǎo)熱系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法

ISO 13826-2013 金屬及其他無(wú)機(jī)涂層-通過(guò)激光脈沖法測(cè)定熱噴涂陶瓷涂層的熱擴(kuò)散率

ISO-DIS 18555 2014 金屬和其它無(wú)機(jī)涂層——熱障涂層熱導(dǎo)率的測(cè)定

ISO-FDIS 18755-2004 精制陶瓷（先進(jìn)陶瓷、先進(jìn)技術(shù)陶瓷）——采用激光閃光法測(cè)定陶瓷片熱擴(kuò)散率

ISO 22007-2-2008 塑料.熱傳導(dǎo)率和熱擴(kuò)散率的測(cè)定.第2部分 瞬態(tài)平面熱源法

三、準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法

ASTM E2584-07 用熱容量熱計(jì)（插片式）測(cè)量材料熱導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程

以上是導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試的相關(guān)介紹，更多測(cè)試請(qǐng)聯(lián)系鑠思百檢測(cè)。