非金属固体材料导热系数的测定 热线法

非金属固体材料导热系数的测定热线法

GB/T10297-2015非金属固体材料导热系数的测定热线法

范围
本标准适用于导热系数小于2W/(m·K)的各向同性均质非金属固体材料导热系数的测定。
本标准不适用于导电的非金属材料(如碳化硅)。
本标准方法作为稳态法的补充方法，适用于企业质量控制等场合，不适用于鉴定或仲裁试验。

原理
热线法是测定材料导热系数的一种非稳态方法。其原理是在匀温的各向同性均质试样中放置一根电阻丝，即所谓的"热线"，当热线以恒定功率放热时，热线和其附近试样的温度将会随时间升高。根据其温度随时间变化的关系，可确定试样的导热系数。由于热线与试样的热容量不间，以恒定功率对热丝加热时，热丝不是以恒定功率放热，其放热功率亦不等于加热功率，造成测量误差。对于轻质绝热材料，这项误差不能忽视，本标准中按假定热线线性升温的简化方法进行修正。

仪器
测定装置
常用的热线法测定装置。

试样的制备和尺寸
块状材料
试样为两块尺寸不小于40mmX80mmX114mm的互相叠合的长方体或为两块横断面直径不小于80mm，长度不小于114mm的半筒柱体叠合成的圆柱体。
试样互相叠合的平面应平整，其不平度应小于0.2%，且不大于0.3mm。以保证热线与试样及试样的两平面贴合良好。
对于致密、坚硬的试样，需在其叠合面上铣出沟槽，用来安放测量探头。沟槽的宽度与深度必须与测量探头的热线和热电偶丝直径相适应。用从被测量试样上取下的细粉末加少量的水调成粘结剂，将测量探头嵌粘在沟槽内，以保证良好的热接触。粘好测量探头的试样，需经干燥后，方能测试。
有面层或表皮层的材料，应取芯料进行测量。


粉末状和颗粒材料
对粉末状和颗粒材料的测定，使用两个内部尺寸不小于80mmX114mmX40mm的盒子。其下层是一个带底的盒子，将待测材料装填到盒中，并与其上边沿平齐，然后将测量探头放在试样上。上层的盒子与下层的内部尺寸相同，但无底。将上层盒子安放在下层盒子上，将待测材料装填至与其上边沿平齐。用与盒子相同材料的盖板盖上盒子，但不允许盖板对试样施加压力。
通常粉末状或颗粒材料要松散充填。需要在不同密度下测量时，允许以一定的加压或振动的方式使粉末或颗粒材料达到要求的密度。上、下两个盒子中的试样装填密度应各处均匀一致。.测定和记录试样的装填密度和松散密度。


试样干燥处理
欲测定干燥状态的导热系数，应将试件在烘箱中烘至恒重，然后用塑料袋密封放入干燥器内降至室温(一般需8h)，待试件中内外温度均匀一致后，迅速取出，安装测定探头，在2h内完成测定工作。

大颗粒材料
向平均粒径不小于3mm颗粒组成的颗粒材料(或块状材料)和纤维材料(或制品)需经与防护热板法进行成功对比后，才能确定本方法的适用性。


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