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热导率测试仪的常见问题

作者:安賽斯(中国)有限公司   时间:2025-10-17 浏览量:14

问:可以测量的k(导热系数)范围是多少?

答:TIM 测试仪 k 范围没有直接指定。相关规范是关于测试样品的热阻(标准传热定义,K/瓦特)。热阻计算公式为:

R = X / ( k * A (其中 X=厚度,k=电导率,A=样品面积)

样品应始终以规定的最大直径进行测试,以便样品区域 A 是固定的。可测试的厚度范围为 0 -1 英寸(0-2.5 厘米)。R 的指定范围为 0.01 10 K/W。因此,可以计算 k 测量值的上限和下限:

Khi= Xhi/ (Rlow* A)(K的上限)

Khi= Xlow/ (Rhi* A)(K的下限)

总之,k的范围受到材料样品的可用厚度范围以及测试仪指定的R范围的限制。


问:如何测量材料的导热系数?

答: ASTM D5470 推荐的测量材料导热系数同时排除表面接触电阻影响的方法是测试一系列材料厚度,绘制 R*AY 轴)与样品厚度(X 轴)的关系,并确定该数据的最佳拟合直线。热导率的测量值 k 是这条线斜率的倒数;上下测试表面的组合接触电阻 (RA) 将是 Y 截距。建议至少使用 3 种不同的样品厚度,厚度跨度尽可能大。通常,堆叠材料不能用于实现这种不同的样品厚度,因为堆叠中的每一层都会增加额外的接触电阻,这将包含在 k 的测量中,从而导致精度结果较差。合同材料测试服务中包含的图说明了可以使用 WinTIM 软件轻松执行的推荐技术。


问:如何测量非常薄的润滑脂样品的导热系数?

答: 在测试非常薄的样品时,散装材料电导率的影响最小化,而表面接触电阻和接触表面细节的影响最大化。在样品厚度接近零的极端情况下,接触电阻完全主导了最终的测试数据。因此,微观表面特性可以在不明确已知的情况下控制最终结果,从而使数据具有不可预测的散射。可根据要求提供粘合线测试的应用说明。


问题:测试需要多长时间?

答: 在标准精度选项选择下,测试持续时间范围为 10 分钟到 15 分钟。此持续时间确实包括在需要调整冷却器设定点时等待冷却剂储液罐温度变化。相变材料测试 (PCM) 还需要额外的时间来对样品进行测试前熔化。


问:我可以使用实验室中已有的冷却器吗?

答: 冷水机要求详见冷水机要求页面。


问题:我应该使用什么压力来测试我的材料样品?

答:这个问题的答案取决于要测试的材料类型。通常,较高的接触压力会产生较低的表面接触电阻。在最新版本的ASTM D5470中,有3类材料:

I 型:施加应力时表现出无限变形的液体材料。这些包括润滑脂、糊状物和相变材料。这些材料没有表现出弹性行为的证据,也没有在消除挠度应力后恢复到初始形状的趋势。[这种类型的材料在规定的厚度下进行测试,而不考虑施加的压力。在这里,通过在指定厚度模式下使用 TIM 测试仪或使用各种类型的垫片或垫片来调节样品的厚度来固定样品厚度。I 型材料的表面接触电阻接近于零。

II 型:弹性固体,其中变形应力最终由内部材料应力平衡,从而限制进一步变形。例子包括凝胶、软橡胶和硬橡胶。这些材料表现出线弹性特性,相对于材料厚度具有显着的压缩挠度。[根据材料的弹性,这种类型的材料可以在 TIM 测试仪上以受控压力或受控厚度模式进行测试。通常,受控压力是首选方法,尽管某些类型的软材料在很长一段时间内表现出逐渐降低的表面接触电阻和/或厚度。这使得难以在短时间内获得可重复的测试结果,因为测试结果取决于施加压力的持续时间。对于这些类型的材料,应执行受控厚度模式测试。ASTM D5470 建议使用未压缩起始厚度的 5% 挠度注意:对于较薄的样品,5% 挠度方法可能需要更高的压力,这会导致由于压力/接触电阻依赖性而导致系统数据错误。

III 型:表现出可忽略不计的挠度的非弹性固体;示例包括陶瓷、金属和某些类型的塑料。尽管这些材料本质上是弹性的,但相对于材料厚度,挠度微不足道。
[此类材料需要精确的样品制备,以确保冷热测试表面平坦且平行于 10 微米(0.0004 英寸)以内,这将最大限度地减少表面接触电阻。此外,测试表面用油或轻质导热硅脂处理,以排除接触表面的空气,进一步降低接触电阻。受控压力模式用于最小接触压力为 700 kPa 100 psi)。


问:TIM Tester 1300 可以测试相变材料 (PCM) 吗?

答:WinTIM 能够在高达 80°C 的预测试烘烤温度下测试 PCM


问:可以测试的样本区域大小范围是多少?

答:样品应始终以 33 毫米(1.3 英寸)直径提供,以获得最佳精度。样品不能大于 33 毫米,但测试直径小于 25 毫米的样品可能会有一些精度损失。TIM Tester 1300 配有样品模切机,用于切割 II 型材料中直径为 33 毫米的样品。如果绝对需要在较小的直径上进行广泛的测试,则可以使用区域适配器来实现此目的,尽管会造成一些数据准确性的损失。



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