[发明专利]具有独立探头的谐波法固体材料热物性测试方法及装置

摘要

本发明为具有独立探头的谐波法固体材料热物性测试方法及装置，装置含有：独立探头位于两块相同的待测样品之间构成三明治式结构并与样品固定台平行放置；压力调整部位于第一待测样品的上端面上并压紧，三明治式结构放置于样品固定台上面；扭矩测量部套接于压力调整部的一端，谐波测量单元与独立探头电连接，根据谐波法测量原理计算拟合扭力值与独立探头和两块待测样品间的接触热阻。测试时将三明治式结构置于样品固定台的凸台上，调节压力调整部直至扭力值显示为最佳扭力值时，再用谐波法测试待测样品的导热系数和热扩散率。测量并计算多个小于最佳扭力值下待测样品的热导率值的差值，得到多个扭力值下待测样品与独立探头间的接触热阻。

主权项

一种具有独立探头的谐波法固体材料热物性测试方法，其特征在于，利用具有独立探头的谐波法固体材料热物性测试装置实现该方法的步骤如下：步骤1：把独立探头夹在两块已知热物性参数的相同标准样品之间构成测试结构，并放置在样品固定台底座的上面，移动滑块和螺杆，当螺杆的顶端接触到上标准样品的项面时停止移动滑块并在侧面通过螺栓固定滑块；步骤2：用扭矩测量部扭转螺杆，在一个扭力点上暂停并记录对应的扭力值，然后开始用谐波法测量独立探头内的微型金属带两端的基波电压及三次谐波电压，根据谐波法测试原理拟合标准样品的导热系数值；步骤3：继续转动扭矩测量部使扭力值增大，然后重复步骤2，得到多个扭力值下标准样品导热系数的测量值；步骤4：利用得到的标准样品多个导热系数的测量值，找出与标准样品导热系数的真实值最接近的测量值，设此测量值对应的扭力值是不影响导热系数真实测量的独立探头与标准样品间的接触热阻所对应的扭力值，此扭力值为最佳扭力值；步骤5：从凸台上取下测试结构，把独立探头夹在两块相同的待测样品之间构成新的测试结构，仍将其放置在凸台上，执行步骤1固定好新的测试结构；步骤6：用扭矩测量部扭转螺杆，依次在多个小于最佳扭力值下停止扭转螺杆，记录扭力值并用谐波法测试待测样品的导热系数和热扩散率值；步骤7：扭转扭矩测量部直至最佳扭力值，再用谐波法测试待测样品的导热系数和热扩散率，即完成对待测样品热物性参数的测试；步骤8：记录多个小于最佳扭力值下的导热系数测量值及最佳扭力值下的导热系数测量值的大小，将小于最佳扭力值下的导热系数测量值与最佳扭力值下的导热系数测量值的差别作为待测样品与独立探头间存在接触热阻，所述待测样品与独立探头间的接触热阻的大小由扭力值的大小实验结果拟合的一个经验式决定，并且在最佳扭力值下待测样品与独立探头间存在的接触热阻不影响导热系数真实测量而可被忽略，通过计算多个小于最佳扭力值下导热系数测量值与最佳扭力值下导热系数测量值的差值，再运用接触热阻与热导率差值的关系式，得到多个扭力值下待测样品与独立探头间的接触热阻。