[发明专利]一种瞬态法隔热材料热导率测试装置

说明书

本发明涉及一种瞬态法隔热材料热导率测试装置，属于热导率测试技术领域，解决了现有技术无法满足隔热材料1400℃之上的热导率测试需求的问题。该装置包括由上至下依次设置的上冷水板、上加热组件、下加热组件、下冷水板，以及加热及测量控制单元；其中，所述上加热组件和下加热组件之间用于设置待测试样；所述加热及测量控制单元，用于在试样上、下表面温度均稳定于温度设定值后，基于温控信号表示的温度与实时采集的试样上表面温度之间的差值控制加热所述上加热组件、基于所述下加热组件的补偿温度控制加热所述下加热组件，并基于实时采集的所述试样上、下表面的温度，获得所述试样的热导率。该装置能够满足隔热材料1400℃之上的热导率测试需求。

技术领域

本发明涉及热导率测试技术领域，尤其涉及一种瞬态法隔热材料热导率测试装置。

背景技术

在现有的隔热材料热导率测试设备中，保护热板法测试装置结构复杂，难以实现700℃之上的测试；而热流计法装置，由于试样冷面一侧热流计的工作温度限制(不能超过150℃)，因此，当试样热面超过1000℃、冷面不超过150℃时，由于试样厚度方向上温差过大，必须要施加很大的热流密度才能达到稳定要求，此时试样热面处平板加热器中加热丝需要达到的最大表面功率载荷需求非常高，已经超过一般材料所允许的表面功率载荷，受此限制热流计法导热仪也很难实现1400℃之上、大温差条件下的热导率测试；准稳态平面热源法设备中的加热板不适合直接接触导电材料表面进行高温热导率测试。其他现有的热导率测试方法中，激光脉冲法导热仪可以实现金属、致密陶瓷材料1600℃之上的热导率测试，但是该方法测试隔热材料时，由于脉冲激光的加热功率很小，导致试样背面的温度响应非常低，常常无法得到有效的测量信号，因此也无法满足隔热材料1400℃之上的热导率测试。

因此，针对具有导电能力的碳气凝胶或TUFROC材料的1400℃之上的热导率测试需求，需要开展测试方法研究和测试装置研制。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种瞬态法隔热材料热导率测试装置，用以解决现有技术无法满足隔热材料1400℃之上的热导率测试需求的问题。

本发明实施例提供了一种瞬态法隔热材料热导率测试装置，包括由上至下依次设置的上冷水板、上加热组件、下加热组件、下冷水板，以及加热及测量控制单元；其中，所述上加热组件和下加热组件之间用于设置待测试样；

所述加热及测量控制单元，用于在试样上、下表面温度均稳定于温度设定值后，基于温控信号表示的温度与实时采集的试样上表面温度之间的差值控制加热所述上加热组件、基于所述下加热组件的补偿温度控制加热所述下加热组件，并基于实时采集的所述试样上、下表面的温度，获得所述试样的热导率。

在上述方案的基础上，本发明还做出了如下改进：

进一步，还包括第一测温热电偶、第二测温热电偶、第三测温热电偶；

在所述上冷水板、所述上加热组件的中心点处沿厚度方向设有第一通孔，所述第一通孔延伸至所述试样的上表面，所述第一测温热电偶的端头穿过所述第一通孔与所述试样的上表面接触，用于得到所述试样上表面的温度；

在所述下冷水板、所述下加热组件的中心点处沿厚度方向设有第二通孔，所述第二通孔延伸至所述试样的下表面，所述第二测温热电偶的端头穿过所述第二通孔与所述试样的下表面接触，用于得到所述试样下表面的温度；

所述第三测温热电偶的端头穿过所述第二通孔与所述下加热组件的内部接触，用于得到所述下加热组件内部温度；

将所述试样上、下表面温度均稳定于温度设定值时采集的所述试样下表面与所述下加热组件内部温度的差值作为所述补偿温度。

进一步，所述上加热组件沿远离试样上表面的方向依次包括：用于与所述试样上表面贴合的上均热板、上加热板、耐火砖；