[发明专利]瞬态法测量材料导热系数及热扩散系数的方法

摘要

本发明公开的瞬态法测量材料导热系数及热扩散系数的方法，包括以下步骤：步骤1，准备材料相同的试材Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，并以试材Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ的次序由下至上依次叠置，然后在试材Ⅰ与试材Ⅲ之间放置一块均匀的平面加热片；步骤2，在试材Ⅰ的上、下表面的中间位置分别安装第一、第二测温热电偶，在试材Ⅱ的上表面的中间位置安装第三测温热电偶，在试材Ⅲ的下表面的中间位置安装第四测温热电偶；步骤S3，采用对称加热面方法计算平面热源的热流密度；步骤S4，根据非稳态导热过程的基本理论进行计算；步骤S5，分别测定τi时刻x＝0处，与τj时刻x＝x1处的温升；步骤S6，计算热扩散系数a和导热系数λ；本发明测量简单方便、测量量少。

主权项

1.瞬态法测量材料导热系数及热扩散系数的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，准备材料相同的试材Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，其厚度分别为x1、δ和x1+δ，并以试材Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ的次序由下至上依次叠置，然后在试材Ⅰ与试材Ⅲ之间放置一块均匀的平面加热片；步骤2，在试材Ⅰ的上、下表面的中间位置分别安装第一、第二测温热电偶，在试材Ⅱ的上表面的中间位置安装第三测温热电偶，在试材Ⅲ的下表面的中间位置安装第四测温热电偶，所述第一、第二测温热电偶用以测量试材Ⅰ的上、下表面的温度t2和t1，所述第三测温热电偶用以测量试材Ⅱ的上表面的温度t3，所述第四测温热电偶用以测量试材Ⅲ的下表面的温度t4；步骤S3，采用对称加热面方法计算平面热源的热流密度q0，式中，U为稳压电源电压，R为加热片电阻，F为加热片面积；步骤S4，根据非稳态导热过程的基本理论，在初始温度t0分布均匀的半无限大的物体中，从τ＝0起，半无限大的物体表面受均匀分布的平面热源q0的作用，在常物性条件下，离表面x处的温升θx,τ＝tx,τ‑t0为：式中，λ和a为试材导热系数和热扩散率，τ为时间，ierfcξ代表变量ξ的高斯误差补函数的一次积分；步骤S5，分别测定τi时刻x＝0处，与τj时刻x＝x1处的温升，再根据公式(2)可推出：步骤S6，热扩散系数a和导热系数λ的表达式分别为：。