金属合金的导热系数测试方法

　　金属的导热系数测试时材料科学的重要技术，它对于企业去评估材料的导热能力至关重要以及在产品中的使用优化。金属导热系数的测量在能源、建筑行业等领域具有广泛应用发展前景。导热系数是指单位时间内通过单位面积的热量，是衡量材料导热能力的重要标准。　　　　金属导热系数的测试方法有很多，其中常见的是热板法、热流计法、和热源法。本次我们采用的是瞬态平面热源技术(TPS)开发的导热仪来进行金属导热系数测试，相比于其他的测量方法，瞬态热源法测量的速度快，测量范围广，操作更加方便快捷。　　　　一、实验原理与设备　　瞬态平面热源法是研究热传导性能中准确、快捷的一种方法。它是一种新新技术，在研究材料时能够快速准确的测量热导率。该方法采用了双螺旋结构的平面探头，利用热阻性材料刻蚀成的一个平面探头，同时作为热源和温度传感器。在测试过程中，探头会放置于样品中间进行测试，电流通过探头时，会产生一定的温度上升，并且探头上会产生一定的电压变化，产生的温度会通过探头上下的样品进行热扩散，扩散的速度取决于样品的导热系数，如何把采集的数据通过上位机数字模型软件进行分析处理，计算得到导热系数。　　　　本次实验设备采用南京大展检测仪器生产的DZDR-S导热系数测定仪（如下图1-1）       本次实验主要包括主机、待测样（氧化铝块）、探头、以及数据采集软件。　　　　二、实验步骤与操作　　　1.打开实验设备，进行设备性调整与准备工作。　　　2.将探头放置于样品中间并用工装夹具夹取待测样，确保探头置于样品中心（如下图1-2）。　　　3.设置设备界面，时间、探头电阻、功率、基准。　　　4.打开上位机分析软件进行数据连接，填写相关参数电阻、功率。点击开始测试等待主机蜂鸣器响起，点击软件分析导热系数（如下图1-3）。　　　5.测试结束等待10分钟以后，待样品与探头冷却后，重复上述步骤进行重复性测试。　　图1-1     图1-2　　图1-3　　三、结果分析　　　通过本次实验，我们得知氧化铝导热系数150.36W/mK，热扩散系数为98m²/s。并初步分析了影响导热系数的一些关键因素。通过实验结果表明，内部环境来讲，金属的导热系数受到其本身内部结构、杂质成分等因素密切相关。外部环境来说，实验过程也可能收到外部环境的影响，如温度波动、空气环境波动等。这些不稳定性因素都会影响测试的结果。　　　　四、结论讨论　　　综上所述、本实验通过实际测量与分析，探究金属合金的导热系数与影响因素，为深入理解金属导热机制与导热系数的测量提供了科学有益的参考。通过不断改进和优化测量方法，我们可能更加准确的去了解金属合金的导热系数，为材料科学、化学工业等等工业生产领域发展提供有益的价值。