世諾TCM-2導(dǎo)熱系數(shù)測試儀試樣的制備和裝樣方法
材料的范疇很廣，有金屬和非金屬、均質(zhì)的和非均質(zhì)的、單體的和復(fù)合材料、液態(tài)、固態(tài)、粉料等，導(dǎo)熱系數(shù)范圍也非常寬。通過制取不同形狀的試樣，利用導(dǎo)熱系數(shù)測試平臺，可檢測大部分材料。
導(dǎo)熱系數(shù)測試儀測量材料導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)，主要是測量冷熱面溫差和熱流兩個(gè)參數(shù)量，儀器測量這兩參數(shù)量時(shí)，都有測量量程和精度的限制。通過制樣可使材料的冷熱面溫差和熱流都落在儀器的量程和精度范圍內(nèi)。建議冷熱溫差大于2℃，熱流亳伏值在5-80mV范圍。制樣總的規(guī)律是導(dǎo)熱系數(shù)小的材料測試面積取大，厚度取薄，溫差設(shè)置取大；導(dǎo)熱系數(shù)大的材料測試面積取小，厚度取厚，溫差設(shè)置取小。
（一）低導(dǎo)熱硬試樣（塑料、橡膠等）的檢測方法：試樣冷熱接觸面必須平整光滑。在試樣冷熱接觸面涂上少量導(dǎo)熱硅脂，將試樣放入儀器熱板和冷板（測量板）正中間，壓緊試樣，然后塞入護(hù)熱保溫墊片，如圖一所示。
（圖一)
推薦樣品尺寸如下表：
儀器測試面尺寸 | φ60（mm） |
(0.1<λ<1時(shí))樣品尺寸 | (φ50—φ60)×(2—10)mm |
(1<λ<3時(shí))樣品尺寸 | (φ50—φ60)×(8—25)mm |
(3<λ<5時(shí))樣品尺寸 | (φ50—φ60)×(20—30)mm |
冷熱面溫差 | ≥15（℃） |
注：λ為樣品導(dǎo)熱系數(shù)。樣品厚度達(dá)不到最薄要求時(shí)，可采用疊層的辦法進(jìn)行測量，但樣品間需涂上導(dǎo)熱硅脂。 | |
（二）高導(dǎo)熱材料（金屬、石墨等）的檢測方法：在測量高導(dǎo)熱材料時(shí)，要減小熱流傳遞和提高冷熱面溫差。減小熱流可通過減小試樣的傳熱面積來獲得，提高冷熱面溫差可通過增加試樣厚度來獲得。試樣與冷熱板的接觸熱阻相對高導(dǎo)熱試樣熱阻是非常大的，測量時(shí)必須消除接觸熱阻。方法是在試樣測量面兩端打2個(gè)溫度測量孔，把測量冷熱板溫度的熱電偶插在試樣的溫度測量孔內(nèi)（如試樣不好開孔，也可用扎帶把熱電偶固定），這樣，測量的冷熱溫差值就不包含接觸熱阻形成的溫差了，試樣厚度數(shù)據(jù)要以試樣2個(gè)溫度測量孔的間距來計(jì)算。如果試樣面積小于冷板測量板，在試樣表面包上保溫套。其裝樣如圖二所示：
（圖二)
高導(dǎo)熱管狀試樣測量方法也差不多，取一段試樣，兩端磨平，用鋸子在管子外壁鋸兩條槽，用于安置測量熱電偶。試樣兩端抹上導(dǎo)熱硅脂，壓在冷熱板之間，測量熱電偶槽內(nèi)抹上導(dǎo)熱硅脂，插入熱電偶，用夾子或扎帶固定，如果試樣外徑小于冷板測量板，在試樣表面包上保溫套。
推薦樣品尺寸如下表：
儀器測試面尺寸 | φ60或φ80（mm） |
樣品尺寸 | 2000mm2×30mm—200mm2×100mm |
冷熱面溫差 | ≥10（℃） |
注：樣品尺寸選擇規(guī)律是導(dǎo)熱系數(shù)小的材料測試面積取大，厚度取薄，溫差取大；導(dǎo)熱系數(shù)大的材料測試面積取小，厚度取厚，溫差取小。 | |
（三）絕熱材料試樣（泡沫、保溫棉等）的檢測方法：將試樣直接放入儀器熱板和冷板（測量板）正中間，硬性試樣就直接壓緊，如是軟性試樣只加點(diǎn)壓力，樣品壓縮不超5%。然后塞入護(hù)熱保溫墊片，如上面圖一所示。
推薦樣品尺寸如下表：
儀器測試面尺寸 | φ60（mm） | φ80（mm） |
樣品尺寸 | φ60×（1—5）（mm） | φ80×（1—10）（mm） |
冷熱面溫差 | ≥20（℃） | ≥20（℃） |
注：非常薄的試樣（<1mm）可采用疊層的辦法進(jìn)行測量。 | ||
（四）粉狀或膠狀材料的檢測方法：測量膠狀物時(shí)，要做一個(gè)圍框，將樣品圍框放在冷板（測量板）上，裝滿試樣并稍高于圍框邊，再壓緊試樣，然后塞入護(hù)熱保溫墊片。粉狀料的緊實(shí)度與導(dǎo)熱系數(shù)有很大的關(guān)系，要考慮測量什么狀態(tài)下的導(dǎo)熱系數(shù)，測量自然狀態(tài)下的導(dǎo)熱系數(shù)，其裝樣方法與膠狀樣相同，如圖三所示。有些粉狀料通過壓機(jī)制樣，可測量不同緊實(shí)度下導(dǎo)熱系數(shù)。
（圖三)
推薦樣品框尺寸如下表：
儀器測試面尺寸 | φ60（mm） | φ80（mm） |
(0.1<λ<1時(shí))樣品框尺寸 | (φ50—φ60)×(2—10)mm | (φ60—φ80)×(3—15)mm |
(1<λ<3時(shí))樣品框尺寸 | (φ50—φ60)×(8—25)mm | (φ60—φ80)×(10—30)mm |
(3<λ<5時(shí))樣品框尺寸 | (φ50—φ60)×(20—30)mm | (φ60—φ80)×(20—40)mm |
(λ>5時(shí))樣品框尺寸 | 參考高導(dǎo)熱材料檢測中試樣尺寸要求，熱電偶需插入樣品中。樣品框相當(dāng)于把粉狀膠狀樣變成圓柱樣。 | |
冷熱面溫差 | ≥15（℃） | ≥15（℃） |
注：λ為樣品導(dǎo)熱系數(shù)。 | ||
（五）液體試樣的檢測方法：將液體試樣注入樣品盒中，樣品盒接觸面涂上少量導(dǎo)熱硅脂，將樣品盒放入儀器熱板和冷板（測量板）正中間，壓緊，然后塞入護(hù)熱保溫墊片，如圖四所示。
（圖四)
推薦樣品盒尺寸如下表：
儀器測試面尺寸 | φ80（mm） |
樣品盒內(nèi)徑 | φ72mm |
液體樣品厚度 | 10mm |
液體樣品量 | 約45ml |
冷熱面溫差 | ≥20（℃） |
（六）高導(dǎo)熱薄板樣或細(xì)棒樣（金屬片、石墨片等）的檢測方法：需帶夾具的測試頭，在試樣裝夾部涂上少量導(dǎo)熱硅脂，再放入測試夾具中固緊，再將冷熱面測溫探頭用膠粘在試樣中心軸線離夾具約5mm位置（或扎帶固定），然后塞入護(hù)熱保溫墊片。
（圖五)
推薦樣品尺寸如下表：
樣品類型 | 薄板試樣 | 棒狀試樣 |
樣品尺寸 | （1—5）×（80—120）（mm） | (50-300)mm2×(60-100)mm |
冷熱面溫差 | ≥20（℃） | ≥20（℃） |
注：非常薄的試樣（<1mm）可采用疊層的辦法進(jìn)行測量。 | ||
