不論是新能源汽車行業(yè)，還是電子電工，或是led行業(yè)，導(dǎo)熱材料應(yīng)用比較普遍。在熱管理學(xué)中，導(dǎo)熱系數(shù)是反映材料導(dǎo)熱性能的一項(xiàng)重要參數(shù)，也是使用者Zui為關(guān)注的技術(shù)指標(biāo)。

接下來，啟威測(cè)小編先帶大家了解一下一些與導(dǎo)熱有關(guān)的名詞。

(1)導(dǎo)熱系數(shù):是指在穩(wěn)定傳熱條件下，1m厚的材料，兩側(cè)表面的溫差為1度（K/℃）,在1秒內(nèi)，通過1平方米面積傳遞的熱量，用K表示，單位為瓦/（米?度）（W/m?K,此處的K可用℃代替）。

(2)熱阻:是一個(gè)和熱有關(guān)的性質(zhì)，是指在有溫度差的情形下，物體抵抗傳熱的能力。導(dǎo)熱系數(shù)越好的物體，熱阻通常會(huì)比較低，單位為℃/W或K/W。

(3)熱阻抗:是指熱量在熱流路徑上遇到的阻力，反映介質(zhì)或介質(zhì)間的傳熱能力的大小，表明了1W熱量所引起的溫升大小，單位為℃·cm2/W或K·cm2/W。

(4)導(dǎo)熱率K:是材料本身的固有性能參數(shù)，用于描述材料的導(dǎo)熱能力，又稱為熱導(dǎo)率，單位為W/mK。這個(gè)特性跟材料本身的大小、形狀、厚度都是沒有關(guān)系的，只是跟材料本身的成分有關(guān)系。不同成分的導(dǎo)熱率差異較大，導(dǎo)致由不同成分構(gòu)成的物料的導(dǎo)熱率差異較大。單粒物料的導(dǎo)熱性能好于堆積物料。

(5)穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：導(dǎo)入物體的熱流量等于導(dǎo)出物體的熱流量，物體內(nèi)部各點(diǎn)溫度不隨時(shí)間而變化的導(dǎo)熱過程。

(6)非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：導(dǎo)入和導(dǎo)出物體的熱流量不相等，物體內(nèi)任意一點(diǎn)的溫度和熱含量隨時(shí)間而變化的導(dǎo)熱過程，也稱為瞬態(tài)導(dǎo)熱過程。導(dǎo)熱系數(shù)與材料的組成結(jié)構(gòu)、密度、含水率、溫度等因素有關(guān)。非晶體結(jié)構(gòu)、密度較低的材料，導(dǎo)熱系數(shù)較小。材料的含水率、溫度較低時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)較小。

 其次，小編整理了實(shí)驗(yàn)室目前常用的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試方法 (激光法、穩(wěn)態(tài)熱流法、熱流計(jì)法、護(hù)熱平板法、 hotdisk法) 的原理及部分適用材料，供大家學(xué)習(xí)參考。

一、導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試方法

1、熱計(jì)流法測(cè)試原理：

測(cè)試時(shí)將待測(cè)材料置于兩塊平板之間，平板間維持一定的溫度梯度。通過平板上兩個(gè)高精度的熱流傳感器，測(cè)量進(jìn)入與穿出材料的熱流。在系統(tǒng)達(dá)到平衡狀態(tài)的情況下，熱流功率為常數(shù)，在樣品的測(cè)量面積與厚度已知的情況下，使用傅立葉傳熱方程可以計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)。

2、護(hù)熱板法 測(cè)試原理：

護(hù)熱板法(GHP)采用雙試件的設(shè)計(jì)形式，將大小、厚度相同的樣品分別夾在冷板、熱板、冷板之間，通過電加熱在加熱板上產(chǎn)生一定數(shù)值的熱流，熱流從軸向經(jīng)過樣品達(dá)到緊貼樣品的兩個(gè)冷板上，當(dāng)冷熱板溫度維持穩(wěn)定時(shí)，即可根據(jù)加熱功率計(jì)算出樣品的導(dǎo)熱系數(shù)。

3、熱線法熱線法

是應(yīng)用比較多的方法，是在樣品（通常為大的塊狀樣品）中插人一根熱線。測(cè)試時(shí)，在熱線上施加一個(gè)恒定的加熱功率，使其溫度上升。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品價(jià)格便宜、測(cè)量速度快，對(duì)樣品尺寸要求不太嚴(yán)格。缺點(diǎn)是分析誤差比較大，一般為5%~10%。這種方法不僅適用于干燥材料，而且還適用于含濕材料。該法適用于導(dǎo)熱系數(shù)小于2W/mK的各向同性均質(zhì)材料導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定。

4、脈沖激光熱反射法測(cè)試原理：

在納米級(jí)厚度范圍內(nèi)進(jìn)行jingque的熱擴(kuò)散系數(shù)/導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量，薄膜厚度從數(shù)十微米低至納米級(jí)范圍。

（1）超快速激光閃射法（RF 模式）后部加熱 /前部探測(cè)可測(cè)試熱擴(kuò)散系數(shù)與界面熱阻納米級(jí)薄層與薄膜的熱透過時(shí)間極短，傳統(tǒng)的激光閃射法（LFA）使用紅外測(cè)溫，采樣頻率相對(duì)較低，已不足以有效地捕捉納米級(jí)薄膜的傳熱過程。超快速激光閃射法可以克服經(jīng)典的激光閃射法局限，其典型模式為后部加熱/前部探測(cè)方法。這一方式的測(cè)量結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的LFA方法相同：樣品置于透明基體之上，加熱激光照射樣品的下表面，探測(cè)激光檢測(cè)樣品上表面的傳熱溫升過程。使用探測(cè)激光按一定采樣頻率對(duì)檢測(cè)面進(jìn)行照射，可獲取檢測(cè)面的溫度上升曲線，從而可得到熱擴(kuò)散系數(shù)（如下圖所示）。

（2）時(shí)間域熱反射法（FF）前部加熱 / 前部探測(cè)測(cè)定熱擴(kuò)散系數(shù)與吸熱系數(shù)除了 RF方法之外，測(cè)量也可以使用前部加熱/前部探測(cè)（FF）的結(jié)構(gòu)進(jìn)行。在 FF測(cè)量配置中，加熱激光與探測(cè)激光處于樣品的同一面。這一方法可以應(yīng)用于非透明基體上的薄層材料，即 RF方法不適合的場(chǎng)合（如下圖所示）。

5、瞬態(tài)平面熱源法測(cè)試原理：瞬態(tài)平面熱源法(TPS)測(cè)定材料熱物性的原理是基于無限大介質(zhì)中階躍加熱的圓盤形熱源產(chǎn)生的瞬態(tài)溫度響應(yīng)。利用熱阻性材料做成一個(gè)平面的探頭，同時(shí)作為熱源和溫度傳感器。探頭材料的熱阻系數(shù)，即溫度和電阻之間的關(guān)系呈線性關(guān)系，從而通過了解電阻的變化可以知道熱量的損失，反映樣品的導(dǎo)熱性能。在測(cè)試過程中，探頭被放置于中間進(jìn)行測(cè)試。電流通過鎳時(shí)，產(chǎn)生一定的溫度上升，產(chǎn)生的熱量同時(shí)向探頭兩側(cè)的樣品進(jìn)行擴(kuò)散，熱擴(kuò)散的速度依賴于材料的熱傳導(dǎo)特性。通過記錄溫度與探頭的響應(yīng)時(shí)間，由數(shù)學(xué)模型可以直接得到導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴(kuò)散率，兩者的比值得到體積比熱。

6、激光法

（1）測(cè)試原理：在一定的設(shè)定溫度T(由爐體控制的恒溫條件)下，由激光源或閃光氙燈在瞬間發(fā)射一束光脈沖，均勻照射在樣品下表面，使其表層吸收光能后溫度瞬時(shí)升高，并作為熱端將能量以一維熱傳導(dǎo)方式向冷端(上表面)傳播。使用紅外檢測(cè)器連續(xù)測(cè)量樣品上表面中心部位的相應(yīng)溫升過程，得到溫度(檢測(cè)器信號(hào))升高對(duì)時(shí)間的關(guān)系曲線。

（2）適用材料：塑膠，金屬，陶瓷，石墨片等固體；

7、穩(wěn)態(tài)熱流法

（1）測(cè)試原理：穩(wěn)態(tài)熱流法測(cè)試時(shí)要將待測(cè)樣品放置于上下兩個(gè)金屬棒之間，施加一定作用力使金屬棒端部貼緊試樣，減少接觸界面間的空氣間隙和接觸熱阻。由熱源(HeatSource)提供可控制的輸入熱量，經(jīng)過金屬棒→試樣→金屬棒。根據(jù)通過試樣的平均熱流與溫差測(cè)試熱阻抗，根據(jù)熱阻和厚度的比值計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)，如圖所示。

（2）適用材料：固體、復(fù)合材料、鋁基板、覆銅板、塑料等；軟質(zhì)材料、橡膠、硅膠、薄膜、泡棉等；導(dǎo)熱泥、導(dǎo)熱硅膠、導(dǎo)熱膏、導(dǎo)熱硅脂等；

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