一种导热系数测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种导热系数测量方法及装置，该方法包括以下步骤：S1、测量一组已知导热系数的标准样在升温过程中达到预定温度差所需的时间差，并根据所述一组标准样所测出的时间差与相应导热系数之间的关系，构建时间差‑导热系数标准曲线；S2、测量待测样在升温过程中达到预定温度差所需的时间差，并根据所述时间差‑导热系数标准曲线，换算所述待测样的导热系数；所述标准样和所述待测样的结构相同；测定所述标准样和所述待测样达到预定温度差所需的时间差的加热方式包括：将所述标准样或待测样的一端通过热源加热，并测量所述标准样或待测样的另一端的温度变化。该方法能够快速、且低成本的测量出材料及产品导热系数。

A method and device for measuring thermal conductivity

The invention discloses a method and device for measuring the thermal conductivity, the method comprises the following steps: Standard S1, measuring a set of known thermal conductivity reaches a predetermined temperature difference to the time difference in the heating process, and according to the set of standard samples by measuring the time difference between the thermal conductivity and phase relationship should the construction time difference thermal coefficient of standard curve; S2, measuring sample reaches a predetermined temperature difference to the time difference in the heating process, and according to the time difference heat conduction coefficient of the standard curve, the conversion coefficient of thermal conductivity of sample; the standard sample and the test sample the same; Determination of the standard sample and the test sample reaches a predetermined temperature difference of the time required for poor heating methods include: the standard sample or sample is heated by a heat source, and measuring the standard sample or to be The temperature change at the other end of the sample. The method can measure the thermal conductivity of the material and product quickly and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种导热系数测量方法及装置
本专利技术涉及导热材料测量领域，具体地，涉及一种导热系数测量方法及装置。
技术介绍
导热材料/产品是近年来针对设备的热传导要求而设计的，性能优异、可靠。它们适合各种环境和要求，对可能出现的导热问题都有妥善的对策，对设备的高度集成，以及超小超薄提供了有力的帮助，该导热材料/产品已经越来越多的应用到许多产品中，提高了产品的可靠性。导热系数是表征导热材料/产品导热性能高低的重要指标，在研究导热材料/产品的导热性能时，通常都需要进行测量。目前测量导热系数的方法主要是闪光法(GBT22588-2008闪光法测量热扩散系数或导热系数)，其是在四周绝热的环境下，给厚度为L的薄圆片试样加一脉冲的电流作为加热热流，并测出随着时间变化试样的温度变化关系以确定热扩散率，从而计算出材料热导率的一种测量方法。这种闪光法不但需要特定精密设备，而且对测试样尺寸有一定要求，往往需要破坏产品，从产品局部进行取样、制样。然而，在大规模生产研发时，往往需要测试很多样件，此时采用闪光法测量样件的导热系数存在以下问题：(1)对于每个样件都需要单独制样，需要耗费大量的时间及成本；(2)闪光法所测量的导热系数仅能够代表测试样的导热系数，其并不能对产品整体进行导热性能评估。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种导热系数测量方法及装置，以快速、且低成本的测量出材料/产品的导热系数。为了实现上述目的，本专利技术提供一种导热系数测量方法，该方法包括以下步骤：S1、测量一组已知导热系数的标准样在升温过程中达到预定温度差所需的时间差，并根据所述一组标准样所测出的时间差与相应导热系数之间的关系，构建时间差-导热系数标准曲线；S2、测量待测样在升温过程中达到预定温度差所需的时间差，并根据所述时间差-导热系数标准曲线，换算所述待测样的导热系数；所述标准样和所述待测样的结构相同；测定所述标准样和所述待测样达到预定温度差所需的时间差的加热方式包括：将所述标准样或待测样的一端通过热源加热，并测量所述标准样或待测样的另一端的温度变化。本专利技术中还提供了一种导热系数测量装置，该装置包括加热部件、测试样固定部件以及温度测量部件；所述测试样固定部件用于固定测试样；所述加热部件用于加热所述测试样的一端；所述温度测量部件用于测试所述测试样的另一端的温度。本专利技术上述技术方案一种导热系数测量方法及装置，通过采用对标准样的一端加热、另一端测量温度变化的简单测量方式，预先构建时间差-导热系数标准曲线；再根据相同的测量方法测出待测样在升温过程中，达到预定温度差时所需的时间差；通过对照时间差-导热系数标准曲线，就能够换算所述待测样的导热系数。这种方式具有以下有益效果：(1)对于测试样的结构要求较低，只要待测样与标准样保持一致就能够实现快速、且低成本的获取待测样导热系数的目的；(2)对于测试设备的要求低，测量成本低，而且数据重现性好，适用于大规模生产研发过程中的样件测试；(3)对于测试样的结构要求较低，能够适用于各种复杂样件的测量；而且，这种测量方法能够对大规模生产研发过程中所制备的样件直接进行测试，能够获取的对产品的整体导热性能进行评估的导热系数。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1示出了根据本专利技术实施例的一种导热系数测量装置的结构简示图。附图标记说明1加热部件2测试样固定部件3热电耦测试仪31电气仪表32测量端子4测试样具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。为了能够快速、且低成本的测量出材料及产品导热系数，在本专利技术中提供了一种导热系数测量方法，该方法包括以下步骤：S1、测量一组已知导热系数的标准样在升温过程中达到预定温度差所需的时间差，并根据所述一组标准样所测出的时间差与相应导热系数之间的关系，构建时间差-导热系数标准曲线；S2、测量待测样在升温过程中达到预定温度差所需的时间差，并根据所述时间差-导热系数标准曲线，换算所述待测样的导热系数；所述标准样和所述待测样的结构相同；测定所述标准样和所述待测样达到预定温度差所需的时间差的加热方式包括：将所述标准样或待测样的一端通过热源加热，并测量所述标准样或待测样的另一端的温度变化。在实际操作中通过热源加热所述标准样和所述待测样时，使得所述标准样或待测样与所述热源的相对距离以及接触面积保持一致，以降低所测量的导热系数的误差。本专利技术所提供的上述方法通过采用对标准样的一端加热、另一端测量温度的简单测量方式，预先构建时间差-导热系数标准曲线；再根据相同的测量方法测出待测样在升温过程中，达到预定温度差时所需的时间差；通过对照时间差-导热系数标准曲线，就能够换算所述待测样的导热系数。这种方式对于测试样的结构要求较低，只要待测样与标准样保持一致就能够实现快速、且低成本的获取待测样导热系数的目的。这种方法对于测试设备的要求低，测量成本低，而且数据重现性好，适用于大规模生产研发过程中的样件测试；同时，鉴于这种方法对于测试样的结构要求较低，能够适用于各种复杂样件的测量；而且，这种测量方法能够对大规模生产研发过程中所制备的样件直接进行测试，能够获取对产品的整体导热性能进行评估的导热系数。本专利技术所提供的上述方法的工作原理介绍如下：众所周知，热量的计算公式为Q/t＝λA(T2-T1)/L，式中Q为热量，t为时间差，λ为导热系数，A为测试测试样的横截面积，(T2-T1)为温度差，L为测试测试样的长度。在热量、测试样结构、以及温度差均固定的情况下，也就是上述公式中Q、A、(T2-T1)和L均固定的情况下，上述公式可以调整为QL/A(T2-T1)＝λt，此时可以明显看出，导热系数(λ)与时间差(t)之间呈现负相关关系。基于此，本专利技术的专利技术人提出了在控制热量、测试样结构、以及温度差相同的情况下，先测量已知导热系数的标准样达到预定温度差的时间差，并构建时间差-导热系数标准曲线，然后再测量待测样达到预定温度差的时间差，并根据所构建的时间差-导热系数标准曲线，换算所述待测样的导热系数的技术方案。根据本专利技术的上述方法，只要标准样和待测样的结构相同、且测试条件相同即可，对于其中所采用的热源并没有特殊要求，这种热源既可以是直接加热热源或间接加热热源，其中直接加热热源包括但不限于电加热、紫外加热、红外加热、电热板加热和煤气加热中的任一种；其中间接加热热源包括但不限于液体浴加热锅和发热器加热中的任一种。在本专利技术中为了降低工艺成本，以及降低加热对测试样的损伤，优选所述热源为液体(水)浴加热锅，在实际操作中，将所述标准样或待测样的一端延伸至所述液体(水)浴加热锅内部的加热介质(水)中进行加热。根据本专利技术的上述方法，只要保持标准样和待测样升温过程中的预定温度差相同即可，其中对于热源的温度并没有特殊要求。为了降低成本，简化查找，在优选情况下，所述热源为恒温热源，所述热源的加热温度为40-90℃，优选为50-60℃。这一加热温度特别适用于液体浴加热锅，在使用液体浴加热锅时，标准样和待测样升温速度相对缓和，容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导热系数测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、测量一组已知导热系数的标准样在升温过程中达到预定温度差所需的时间差，并根据所述一组标准样所测出的时间差与相应导热系数之间的关系，构建时间差‑导热系数标准曲线；S2、测量待测样在升温过程中达到预定温度差所需的时间差，并根据所述时间差‑导热系数标准曲线，换算所述待测样的导热系数；所述标准样和所述待测样的结构相同；测定所述标准样和所述待测样达到预定温度差所需的时间差的加热方式包括：将所述标准样或待测样的一端通过热源加热，并测量所述标准样或待测样的另一端的温度变化。

【技术特征摘要】
1.一种导热系数测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、测量一组已知导热系数的标准样在升温过程中达到预定温度差所需的时间差，并根据所述一组标准样所测出的时间差与相应导热系数之间的关系，构建时间差-导热系数标准曲线；S2、测量待测样在升温过程中达到预定温度差所需的时间差，并根据所述时间差-导热系数标准曲线，换算所述待测样的导热系数；所述标准样和所述待测样的结构相同；测定所述标准样和所述待测样达到预定温度差所需的时间差的加热方式包括：将所述标准样或待测样的一端通过热源加热，并测量所述标准样或待测样的另一端的温度变化。2.根据权利要求1所述的导热系数测量方法，其中，所述热源为直接加热热源或间接加热热源。3.根据权利要求2所述的导热系数测量方法，其中，所述热源为液体浴加热锅，所述标准样或待测样的一端延伸至所述液体浴加热锅内部的加热介质中。4.根据权利要求1所述的导热系数测量方法，其中，所述热源为恒温热源，所述热源的加热温度为40-90℃，优选为50-60℃。5.根据权利要求1所述的导热系数测量方法，其中，所述预定温度差为1-8℃；优选为2-4℃。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李运春，张春萌，郭强，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44