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铝材知识

高导热铝的导热性能是如何测量的?

阅读 : 36
时间 : 2025-12-05

高导热铝的导热性能测量方法主要有以下几种:

  1. 激光闪射法(LFA)

  2. 原理:利用短脉冲激光瞬间照射样品表面,使样品表面温度急剧升高,热量以热波形式向样品内部扩散。通过红外探测器监测样品背面温度随时间的变化曲线,结合样品的几何尺寸、密度和比热容,计算出热扩散系数,再推导出导热系数。

    特点:测试速度快(单次测试几分钟内完成)、温度范围宽(-110℃至2000℃)、精度高、样品需求量小(直径6-12mm、厚度0.1-4mm),适合高导热材料测试,且可同时测定热扩散系数和比热容。

    适用场景:科研机构、高标准工业实验室对高导热铝的精确测量,尤其适用于珍贵或难以制备大尺寸样品的情况。

  3. 瞬态平面热源法(TPS)

  4. 原理:将平面热源探头置于样品中间,通电后探头产生热量并向样品两侧扩散。通过监测探头温度随时间的变化,结合数学模型计算出导热系数和热扩散系数。

    特点:测试简单快捷、非破坏性、对样品形状和尺寸要求低,可测量固体、粉末、薄膜等多种形态样品,适用于各向同性或各向异性材料。

    适用场景:工业生产中的质量控制、快速筛选高导热铝材料,以及对复杂形状或小尺寸样品的测试。

  5. 热线法

  6. 原理:将细金属丝(热线)嵌入样品或置于表面,通入阶跃电流后记录热线温升随时间的变化。根据温升曲线和样品的热物理参数,计算出导热系数。

    特点:适合各向同性材料,测试时间短(几秒到几分钟),设备成本较低,但精度相对较低(误差5%-10%)。

    适用场景:初步筛选高导热铝材料、对精度要求不极高的应用场景。

  7. 防护热板法

  8. 原理:通过防护加热器包围加热单元,确保热流仅沿一个方向通过样品。精确测量样品两面的温差和通过样品的热流,根据傅里叶定律计算导热系数。

    特点:精度高、原理直观,但测试周期长(数小时),对样品制备和安装要求严格。

    适用场景:对高导热铝的高精度测量,尤其适用于需要严格控制温度梯度和热流方向的场景。

以上方法中,激光闪射法和瞬态平面热源法是目前测量高导热铝最常用的方法,因其速度快、精度高且适应性强。具体选择哪种方法,需根据测试目的、样品条件和精度要求综合决定。


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