中國粉體網(wǎng)訊  目前國內(nèi)外市場沒有制定統(tǒng)一的導熱測試標準，測試方法不同，材料的熱導率測試結(jié)果差異較大。熱導率的測試方法最常用的是穩(wěn)態(tài)法和瞬態(tài)法。當系統(tǒng)達到穩(wěn)定時，應用穩(wěn)態(tài)方法；在加熱或冷卻材料過程中使用瞬態(tài)方法。

瞬態(tài)熱線法

瞬態(tài)熱線(THW)法是測量流體材料熱導率常用的方法，它是一種標準的瞬態(tài)動態(tài)技術(shù)。將熱絲放置在測試材料中，作為熱源和溫度計，基于測量線性熱源(熱線)在規(guī)定距離內(nèi)的溫升從而得到材料熱導率的大小。該方法的理想數(shù)學模型基于傅里葉定律，假定熱線為理想的、無限細且長的熱源，處于均勻的各向異性的材料中，并且其具有恒定的初始溫度。根據(jù)傅立葉定律，當導線被加熱時，具有較高導熱率的材料對應于較低的溫升。用THW法描述熱導率λnf和測試溫度T的關系的方程式如下:

因此，THW法確定熱導率值可以依據(jù)式(14)來實現(xiàn)。盡管THW是一種簡單，快速和低成本的方法來確定材料熱導率值，但是其準確性可能受納米粒子的相互作用，沉降或聚集以及長時間測量時自然對流的影響。另外，無限長的熱線和理想的環(huán)境假設也可能導致誤差的產(chǎn)生。

激光閃光法

激光閃光技術(shù)測試中使用氙閃光燈，通過產(chǎn)生能量為10J/pulse的照射從一端加熱樣品。集成的自動換樣器最多能進入4個樣品并對其進行分析。用氮氣冷卻的InSb紅外檢測器在后端測定溫升。溫度檢測器的輸出被放大并調(diào)整為初始環(huán)境條件。記錄的溫度上升曲線是閃光燈發(fā)光引起的樣品溫度變化。擴散度測定不需要溫度上升幅度和光能量，分析中只使用曲線的形狀，從所得溫度對時間曲線的分析中可以確定熱擴散率。對于比熱測量，將未知樣品的溫升與參考校準樣品進行比較。由等式λ=ραCp確定熱導率，其中α是實驗中測定的膜的熱擴散率，Cp是熱容量，ρ是材料的質(zhì)量密度。

激光閃光技術(shù)測試示意圖

3-ω法

3-ω方法與THW方法非常相似，它使用同時充當熱源和溫度計的器件的徑向熱量流，該元素既可用作熱源又可用作溫度計。主要區(qū)別在于使用電流頻率依賴性響應而不是TWH方法利用的時間依賴性響應。當頻率為ω的正弦電流通過金屬線時，可以產(chǎn)生頻率為2ω的熱波，該頻率由3ω頻率處的電壓分量推導出。

激光共焦拉曼光譜法

在石墨烯的激光共焦拉曼光譜研究中，激光通過光學顯微鏡的物鏡聚焦到石墨烯表面時，會產(chǎn)生熱效應，這種熱效應會影響石墨烯的激光共焦拉曼光譜。石墨烯的G峰與長波光學聲子相關，能夠靈敏地反映出外界的影響。給石墨烯施加不同溫度時，G峰位會隨著溫度的變化而變化。因此，通過測量不同激光功率下石墨烯拉曼G峰的位移，利用其對溫度的敏感性可以得知樣品表面的局域溫度變化，從而計算其熱導率。

瞬態(tài)平面源法

使用薄金屬條或圓盤作為連續(xù)平面熱源和溫度傳感器。金屬盤首先用電絕緣密封，然后夾在兩個相同的薄板形測試樣品之間，測試樣品的所有其他表面都是隔熱的。有研究人員在金屬盤上施加一個小的恒流來加熱樣品，測試金屬盤的溫升，確定樣品的熱性能，測試在幾秒鐘內(nèi)傳感器表面溫度隨時間的增加函數(shù)．溫度傳感器的測量精度通常為0.01℃。利用以下兩個公式擬合溫度得到材料熱導率。

其中r是傳感器半徑，D(Φ)是描述傳感器熱傳導與時間函數(shù)的無量綱常數(shù)。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

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