[发明专利]薄板薄膜材料导热系数测量装置和测量方法

说明书

本发明提供了一种薄板薄膜材料导热系数测量装置和测量方法，适用于较便捷地测定厚度在0.2mm～3.0mm范围的薄板、薄膜类材料的导热系数。本方法测量导热系数时，将待测材料与一块导热系数已知的测量板完全贴合粘接制成组合试验件，试验中测定一定热流密度下的样品测点温差，根据傅里叶导热定律计算组合样品的当量导热系数，再根据导热规律经过反演分析得到待测材料的导热系数。克服了较薄的材料特别是薄膜类材料导热系数不便于测量的缺点，并有效率高、测量结果准确度较高的优点。

技术领域

本发明涉及热工测量技术领域，具体地，涉及一种薄板薄膜材料导热系数测量装置和测量方法。

背景技术

在材料研发及应用领域，导热系数是工程上重要的物性参数。经常要对新研和即将应用的薄膜薄板材料导热性能进行测量，而薄板薄膜材料因其厚度较薄、容易变形，热容小，普通的简易测量方法误差极大，不适用于这类材料导热系数的测量。对于薄膜及薄膜材料，可以采取的是激光法、热线法等非稳态方法，

如专利文献CN207020108U公开的一种测量薄膜导热系数的装置，包括衬底、待测薄膜、位移台、光电二极管、可见光源、红外摄像机、透孔、计算机，衬底由铜制成并位于样品架，待测薄膜位于衬底上面，光电二极管连接位移台下侧，红外摄像机固定于衬底正上方且高于位移台，可见光源从衬底下方向上照射，待测薄膜和衬底吸收光能后产生热流，通过对薄膜温度增量、光照能量密度、薄膜光吸收率、薄膜厚度等参数的计算能够得到薄膜导热系数。

这类方法对设备的要求很高，代价较大，分析也较复杂。本发明为对薄板薄膜类材料进行较准确的测量，采用了将待测材料与已知导热系数的材料组合测量的方法，可以降低测量过程误差对测量结果的影响，获得薄板薄膜材料较准确的导热系数数据。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种薄板薄膜材料导热系数测量装置和测量方法。

根据本发明提供的一种薄板薄膜材料导热系数测量装置，包括组合试验件、数据处理模块以及电源模块；所述组合试验件包括温度传感器；所述数据处理模块能够对温度传感器采集得到的温度数据进行处理计算；所述电源模块能够提供能源。

优选地，所述组合试验件还包括加热模块、待测材料以及测量板；所述待测材料与测量板导热连接；加热模块设置在导热相连的待测材料和测量板的一端；组合试验件设置有加热模块的一端记为加热区域，远离加热模块的一端记为散热区域。

优选地，本发明提供的薄板薄膜材料导热系数测量装置还包括悬挂模块和/或散热模块；

所述悬挂模块与组合试验件相连，且能悬吊组合试验件；

所述散热模块与散热区域热接触。

优选地，所述测量板由导热系数已知的刚性材料制作；所述温度传感器设置在测量板内部中心线所在处，并沿中心线延伸方向间隔布置。

优选地，所述待测材料通过导热胶和/或双面压敏胶与测量板导热连接，并且导热胶和/或双面压敏胶的厚度与待测材料的比值不大于0.1。

优选地，除散热区域外，组合试验件其他部分均整体包覆由保温材料。

优选地：

所述温度传感器包括热电偶和/或热敏电阻；

所述数据处理模块包括计算机和/或数据采集仪；

所述加热模块包括电加热片和/或陶瓷加热器。

根据本发明提供的一种薄板薄膜材料导热系数测量方法，包括：