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        怎樣準確地測定物質及材料的導熱系數?

        發布時間:2023/6/13 11:23:24瀏覽:753次

          材料的導熱性是描述其傳遞和釋放能量的重要屬性,對于許多領域都具有意義。比如在電子工業中,高效率散熱可以提高元器件壽命和節省能源;在建筑領域中,了解墻體、窗戶等建筑材料的導熱性能可以更好地設計出溫度宜人、節約用能的房屋。

          那么怎樣準確地測定物質及材料的導熱系數呢?這里我們介紹兩種常見方法:導熱系數測試儀和瞬態探針法。

          首先來看一下導熱系數測試儀。該設備主要由一個加壓容器、加溫系統以及計算機數據處理軟件組成。通過將待測樣品裝入容器內,在一定時間段(通常為1小時)內升溫到規定溫度并保持穩定后,通過記錄上下表面之間產生的溫度差值,并根據已知參數進行運算得出該物質或者材料相應區間內平均線性精密度。

          雖然此方法可靠且標準化程度高,但是其基于恒定溫差的方式進行測試只能適用于較厚材料。對于細小或薄的樣品則不太精準。

          另外一種方法即瞬態探針法,與前者相比,該技術不僅在穩態下進行測量,更重要的是可以快速、高分辨率地得到各種形狀和集合物體的導熱系數信息。

          TPS原理基于一個非常小型而靈敏響應器件——“探針”,它由尺寸微小且響應迅速的傳感器組成。通過將待測樣品放置在傳感器上方,并施加電流引起探針溫度變化后,會根據時間-溫度曲線來計算出導熱系數值。

          此方法具有操作簡便、快速反饋等特點,同時確定測試結果并可對全面個性化需求提供幫助。所以,在現代科學中更為廣泛運用:片段顆粒表面積測定及優選碳載催化劑;低密度多孔木質纖維板材制造工藝分析;液體氧池內氣泡數量及大小監測;以及納米醫學材料熱傳導特性等。

          無論是使用導熱系數測試儀還是采用瞬態探針法,它們都為我們提供了一種理解和評估物質或材料中重要屬性的工具。這些信息幫助科學家和工程師更好地設計出耐久性、高效率且節約能源的產品,從而推動現代社會不斷向前發展。

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