1、為了評估石墨制品在不同溫度條件下的尺寸穩(wěn)定性,可以采用溫度變化檢測方法。這種方法通常涉及在恒溫箱內(nèi)進行高溫、低溫循環(huán)實驗,模擬石墨制品在實際工作環(huán)境中的溫度波動。通過精確測量石墨制品在加熱和冷卻過程中的尺寸變化,可以全面評估其尺寸穩(wěn)定性。
原理:該測試標準采用穩(wěn)態(tài)熱流法,通過對樣品施加一定的熱流量和壓力,測量樣品的厚度以及在熱板/冷板間的溫度差,從而計算出樣品的導熱系數(shù)。該方法需要樣品為較大的塊體,以獲得足夠的溫度差進行準確測量。
常見的國際通用導熱系數(shù)測試標準包括美國材料試驗協(xié)會(ASTM)的 ASTM D5470、ASTM E146ASTM E1530三種標準。ASTM-D5470標準采用穩(wěn)態(tài)熱流法,通過施加熱流量、壓力以及測量樣品在熱板/冷板間的溫度差,計算導熱系數(shù)。此標準適用于較大塊體樣品,以確保足夠的溫度差。
另外,這一方法只能提供導熱系數(shù)的數(shù)據(jù),精度為5%。
激光閃射法LFA是瞬態(tài)導熱測試方法中最為主流的,其優(yōu)點包括樣品尺寸小、形態(tài)靈活、測試快速、測量范圍廣泛。此方法廣泛應用于固體片狀樣品的測試,并能適應液體、粉末、膏體、熔體、薄膜、絲材、各向異性材料等特殊樣品的測試,同時也可進行多層結構的導熱分析。
測試方式:閃光法(激光閃射法)原理:該方法通過高度集中的能量脈沖對小而薄的試樣進行短時間的輻照,記錄試樣后表面溫度上升的過程(溫度自記曲線)。通過試樣的厚度和后表面溫度上升達到某一比值的較大值所需要的時間,計算出試樣的熱擴散系數(shù)。再結合試樣的比熱和密度,通過計算得到導熱系數(shù)。
導熱系數(shù)作為評估材料熱傳導性能的關鍵參數(shù),對工程設計具有重要影響。依據(jù)機理不同,導熱系數(shù)測試方法主要分為穩(wěn)態(tài)法和瞬態(tài)法。以下是對這兩種方法及其常見測試技術的詳細分析。穩(wěn)態(tài)法 穩(wěn)態(tài)法基于傅立葉導熱定律,在達到熱平衡條件下進行測量,提供的數(shù)據(jù)精確可靠,特別適用于低至中等導熱系數(shù)的材料。
熱流計法通過直接測量熱流密度和溫度差計算導熱系數(shù),是實驗室和工業(yè)領域廣泛應用的穩(wěn)態(tài)測量方法。 基本原理熱流計法的核心依據(jù)是傅里葉定律:$\lambda = q \cdot d / \Delta T$,其中熱流密度(q)由熱流計捕捉,厚度(d)與溫差(ΔT)通過傳感器測得。
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