[發明專利]薄板薄膜材料導熱系數測量裝置和測量方法

有效

• 申請號: 201811520164.1
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN109507229B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 龐樂;趙凱璇;代善良;張學迅
• 申請（專利權）人: 上海衛星裝備研究所
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種薄板薄膜材料導熱系數測量裝置和測量方法，適用于較便捷地測定厚度在0.2mm～3.0mm范圍的薄板、薄膜類材料的導熱系數。本方法測量導熱系數時，將待測材料與一塊導熱系數已知的測量板完全貼合粘接制成組合試驗件，試驗中測定一定熱流密度下的樣品測點溫差，根據傅里葉導熱定律計算組合樣品的當量導熱系數，再根據導熱規律經過反演分析得到待測材料的導熱系數。克服了較薄的材料特別是薄膜類材料導熱系數不便于測量的缺點，并有效率高、測量結果準確度較高的優點。

技術領域

本發明涉及熱工測量技術領域，具體地，涉及一種薄板薄膜材料導熱系數測量裝置和測量方法。

背景技術

在材料研發及應用領域，導熱系數是工程上重要的物性參數。經常要對新研和即將應用的薄膜薄板材料導熱性能進行測量，而薄板薄膜材料因其厚度較薄、容易變形，熱容小，普通的簡易測量方法誤差極大，不適用于這類材料導熱系數的測量。對于薄膜及薄膜材料，可以采取的是激光法、熱線法等非穩態方法，

如專利文獻CN207020108U公開的一種測量薄膜導熱系數的裝置，包括襯底、待測薄膜、位移臺、光電二極管、可見光源、紅外攝像機、透孔、計算機，襯底由銅制成并位于樣品架，待測薄膜位于襯底上面，光電二極管連接位移臺下側，紅外攝像機固定于襯底正上方且高于位移臺，可見光源從襯底下方向上照射，待測薄膜和襯底吸收光能后產生熱流，通過對薄膜溫度增量、光照能量密度、薄膜光吸收率、薄膜厚度等參數的計算能夠得到薄膜導熱系數。

這類方法對設備的要求很高，代價較大，分析也較復雜。本發明為對薄板薄膜類材料進行較準確的測量，采用了將待測材料與已知導熱系數的材料組合測量的方法，可以降低測量過程誤差對測量結果的影響，獲得薄板薄膜材料較準確的導熱系數數據。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種薄板薄膜材料導熱系數測量裝置和測量方法。

根據本發明提供的一種薄板薄膜材料導熱系數測量裝置，包括組合試驗件、數據處理模塊以及電源模塊；所述組合試驗件包括溫度傳感器；所述數據處理模塊能夠對溫度傳感器采集得到的溫度數據進行處理計算；所述電源模塊能夠提供能源。

優選地，所述組合試驗件還包括加熱模塊、待測材料以及測量板；所述待測材料與測量板導熱連接；加熱模塊設置在導熱相連的待測材料和測量板的一端；組合試驗件設置有加熱模塊的一端記為加熱區域，遠離加熱模塊的一端記為散熱區域。

優選地，本發明提供的薄板薄膜材料導熱系數測量裝置還包括懸掛模塊和/或散熱模塊；

所述懸掛模塊與組合試驗件相連，且能懸吊組合試驗件；

所述散熱模塊與散熱區域熱接觸。

優選地，所述測量板由導熱系數已知的剛性材料制作；所述溫度傳感器設置在測量板內部中心線所在處，并沿中心線延伸方向間隔布置。

優選地，所述待測材料通過導熱膠和/或雙面壓敏膠與測量板導熱連接，并且導熱膠和/或雙面壓敏膠的厚度與待測材料的比值不大于0.1。

優選地，除散熱區域外，組合試驗件其他部分均整體包覆由保溫材料。

優選地：

所述溫度傳感器包括熱電偶和/或熱敏電阻；

所述數據處理模塊包括計算機和/或數據采集儀；

所述加熱模塊包括電加熱片和/或陶瓷加熱器。

根據本發明提供的一種薄板薄膜材料導熱系數測量方法，包括：