瞬態(tài)法測(cè)量材料熱物性方法簡(jiǎn)介

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     眾所周知，固體材料的熱導(dǎo)率、熱擴(kuò)散系數(shù)、比熱等熱物理性質(zhì)，隨著材料，材料的結(jié)構(gòu)、密度、多孔性、導(dǎo)電性、含濕率和溫度的不同而變化。有些材料還與方向有關(guān)。對(duì)應(yīng)于不同的材料和不同的試驗(yàn)條件，測(cè)量值會(huì)有很大的差異。測(cè)量材料的熱物理性質(zhì)，在科學(xué)研究和工程應(yīng)用上，具有至關(guān)重要的意義；熱物性測(cè)量與力學(xué)測(cè)量、電學(xué)測(cè)量、光學(xué)測(cè)量等一樣，是物性研究和應(yīng)用的基本測(cè)量技術(shù)之一。
材料熱物理性質(zhì)可以用穩(wěn)態(tài)法或瞬態(tài)法進(jìn)行測(cè)量。目前，國(guó)內(nèi)、外主要使用穩(wěn)態(tài)法測(cè)量材料的熱導(dǎo)率。有儀器采用瞬態(tài)法測(cè)量材料的熱擴(kuò)散系數(shù)、熱導(dǎo)率和定壓比熱等熱物理性質(zhì)。所謂瞬態(tài)測(cè)量，是指在加熱升溫，或停止加熱后的降溫過程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料熱物理性質(zhì)的測(cè)量。瞬態(tài)測(cè)量不要求恒溫環(huán)境，測(cè)量系統(tǒng)也無需達(dá)到或保持熱平衡狀態(tài)。
瞬態(tài)法的理想模型為無限大介質(zhì)中的一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題，具體為無限大的熱源在無限大介質(zhì)中處于初始熱平衡狀態(tài)下受到瞬間加熱脈沖而引起的熱傳導(dǎo)過程。瞬態(tài)法的測(cè)量時(shí)間極短。
目前多用的方法有：
     熱線法；
     平面熱源法：1恒流法，2脈沖法；
     熱針法；

熱線法：很多儀器采用了熱線法，具有代表性的是日本的一些儀器。但是熱線法在后期的算法處理上損失的信息比較多，精度很低。
平面熱源法：平面熱源法，是指加熱熱源為一理想平面的片狀物，用于對(duì)無限大均勻材料進(jìn)行加熱測(cè)量的方法。對(duì)平面熱源的基本要求：一是厚度可以略而不計(jì)；二是在有效加熱面積范圍內(nèi)，單位面積發(fā)出的熱量不隨時(shí)間變化，即熱源的熱流強(qiáng)度保持均勻、恒定；三是加熱片有效加熱面積與試件的橫截面積相等。用平面熱源法加熱測(cè)量時(shí)，只要加熱片足夠大，就可以認(rèn)為熱流只在垂直于熱源平面的方向上傳導(dǎo)。
熱針法：采用圓柱面熱源的熱針，是指將電加熱元件、測(cè)溫元件，集合在同一器件上，制成的針狀探測(cè)器件。表面上和熱線法很相似，但后期處理上相對(duì)熱線法從理論上有很大的不同，精度大為提高。

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