瞬態(tài)法測量材料熱物性方法簡介

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     眾所周知，固體材料的熱導率、熱擴散系數(shù)、比熱等熱物理性質，隨著材料，材料的結構、密度、多孔性、導電性、含濕率和溫度的不同而變化。有些材料還與方向有關。對應于不同的材料和不同的試驗條件，測量值會有很大的差異。測量材料的熱物理性質，在科學研究和工程應用上，具有至關重要的意義；熱物性測量與力學測量、電學測量、光學測量等一樣，是物性研究和應用的基本測量技術之一。
材料熱物理性質可以用穩(wěn)態(tài)法或瞬態(tài)法進行測量。目前，國內、外主要使用穩(wěn)態(tài)法測量材料的熱導率。有儀器采用瞬態(tài)法測量材料的熱擴散系數(shù)、熱導率和定壓比熱等熱物理性質。所謂瞬態(tài)測量，是指在加熱升溫，或停止加熱后的降溫過程中，實現(xiàn)對材料熱物理性質的測量。瞬態(tài)測量不要求恒溫環(huán)境，測量系統(tǒng)也無需達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中的一維非穩(wěn)態(tài)導熱問題，具體為無限大的熱源在無限大介質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過程。瞬態(tài)法的測量時間極短。
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，用于對無限大均勻材料進行加熱測量的方法。對平面熱源的基本要求：一是厚度可以略而不計；二是在有效加熱面積范圍內，單位面積發(fā)出的熱量不隨時間變化，即熱源的熱流強度保持均勻、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量時，只要加熱片足夠大，就可以認為熱流只在垂直于熱源平面的方向上傳導。
熱針法：采用圓柱面熱源的熱針，是指將電加熱元件、測溫元件，集合在同一器件上，制成的針狀探測器件。表面上和熱線法很相似，但后期處理上相對熱線法從理論上有很大的不同，精度大為提高。

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