導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試（hotdisk）的介紹和應(yīng)用

1.什么是導(dǎo)熱？

導(dǎo)熱是指兩個(gè)相互接觸且溫度不同的物體，或同物體的各不同溫度部分間在不發(fā)生相對(duì)宏觀位移的情況下所進(jìn)行的熱量傳遞過(guò)程，物質(zhì)傳導(dǎo)熱量的性能稱為物體的導(dǎo)熱性。就比如生活中常見(jiàn)的烹飪食物、貼暖寶寶、鋪電熱毯等都屬于導(dǎo)熱現(xiàn)象。

導(dǎo)熱是依靠材料中的電子、原子、分子和晶格熱運(yùn)動(dòng)來(lái)傳遞熱量，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）。

不同材料性質(zhì)不同，導(dǎo)熱機(jī)理也不同，一般金屬的熱導(dǎo)系數(shù)大于非金屬，純金屬熱導(dǎo)系數(shù)大于合金。那么我們?nèi)绾文軌驕y(cè)得到材料的導(dǎo)熱系數(shù)呢？

從測(cè)試機(jī)理上主要分為穩(wěn)態(tài)法和非穩(wěn)態(tài)法；穩(wěn)態(tài)法包括平板法、護(hù)板法、熱流計(jì)法等；非穩(wěn)態(tài)法又稱為瞬態(tài)法，包括熱線法、熱盤法、激光法等。穩(wěn)態(tài)法是一種基準(zhǔn)方法，最開(kāi)始是用于檢測(cè)其他方法精度的依據(jù)。

但是實(shí)際上，穩(wěn)態(tài)法能準(zhǔn)確測(cè)量的影響因素太多，而且操作不方便，因此現(xiàn)在研究較多的是瞬態(tài)熱線法。那有沒(méi)有一種能夠快速高效測(cè)試樣品導(dǎo)熱系數(shù)的方法呢？

hotdisk（TPS2500S）參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 22007-2，是目前測(cè)試導(dǎo)熱性能中最簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確的方法之一，讓我們一起了解hotdisk（TPS2500S）吧。

2.hotdisk的工作原理是什么？

Hot Disk探頭是一種薄片狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部是鎳絲，外面一般是聚酰亞胺或云母組成，它的工作原理是：

熱傳導(dǎo)依賴探頭溫度變化及瞬態(tài)時(shí)間，圍探頭的樣品無(wú)限大或測(cè)試過(guò)程中熱流在樣品內(nèi)部傳遞是模型成立的前提，利用熱阻性材料鎳做成一個(gè)平面探頭，同時(shí)作為熱源和溫度的傳感器。

鎳絲的熱電阻系數(shù)—溫度和電阻的關(guān)系呈線性關(guān)系，可通過(guò)了解電阻的變化可以知道熱量的損失，從而通過(guò)數(shù)學(xué)模型擬合得出樣品的導(dǎo)熱性能。

3.hotdisk儀器的是如何進(jìn)行測(cè)試的？

通過(guò)將上下平整的兩個(gè)樣品夾住探頭，探頭具加熱功能，通過(guò)調(diào)節(jié)功率和測(cè)試時(shí)間來(lái)得到樣品最佳（瞬態(tài)溫升、總體比上特征時(shí)間、殘差）的數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算數(shù)學(xué)模型擬合同時(shí)得到樣品的導(dǎo)熱系數(shù)、體積比熱和熱擴(kuò)散系數(shù)。

測(cè)試時(shí)會(huì)根據(jù)樣品尺寸和導(dǎo)熱系數(shù)的大小，使用不同規(guī)格的導(dǎo)熱探頭和模塊測(cè)試，主要分為普通模塊、平板模塊、單面法模塊等，此外hotdisk還有各向異性模塊和比熱模塊，用于分析樣品軸向和徑向的導(dǎo)熱系數(shù)。

4.hotdisk有哪些優(yōu)點(diǎn)？

1.測(cè)試時(shí)間短：直接測(cè)量熱傳導(dǎo)，能在幾分鐘內(nèi)完成測(cè)試

2.測(cè)試范圍廣：基本模塊導(dǎo)熱測(cè)試范圍0.005~500W/mK，其他模塊可高達(dá)1800W/mK；

3.測(cè)試精度高：為±3%

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

5.測(cè)試種類多：可用于固體、粉末、涂層、薄膜、液體、凝膠、復(fù)合材料和各向異性材料測(cè)試

5.hotdisk測(cè)試有哪些注意事項(xiàng)？

1.探頭主要是聚酰亞胺材質(zhì)的，熔融鹽，強(qiáng)堿，含氟的鹽等材料一般會(huì)有損壞探頭，此類樣品測(cè)試前需要提前告知！

2.聚酰亞胺探頭表面能一般是比較低的，測(cè)試中會(huì)變粘的物質(zhì)會(huì)有一定影響！

3.表面不平整，尖銳且硬的物質(zhì)對(duì)探頭損傷很大！