包括了:热流法、保护热流法、保护热板法等;非稳态法包括: 闪光法,热线法等。非 稳态法因为其测量对环境要求苛刻,同时测量仪器价格昂贵,以及操作复杂,不经常 适用于生产生活领域,但是其测量周期短,精度高,常常用于研究所的测量。相比而 言,稳态法操作简单,成本低廉,在其测量周期较长的情况下,仍然在普通的实验室

和简单的工程中被广泛地使用。然而,早期的传热学相关的文献中所设计的基于稳态 测量不良导体的导热系数的实验,都忽略了侧壁散热的影响(本试验通过控制实验参 数和实验方法也忽略了侧壁散热的影响),只通过建立一维传热模型,推导出计算导 热系数的公式[15]。

现代的绝大多数的工程材料都是复合材料或者时混合材料,因此,对材料的科研、 生产应用都需要人工合成具有各种不同的特色性能的复合材料。导热系数作为复合材 料最具有代表性的最主要的热性能参数,影响其大小的因素有很多,比如复合材料各 组成的的容积比、导热系数、还有排列及其取向,甚至每个组成在复合材料中的形状 等都能影响复合材料导热系数的大小[17]。在大量实验结果上建立的厄根( E c u k e n )文献综述

方程,它反映了复和容积比合物中各组分的导热系数对复合物等效导热系数的影响 ,

常用来估算在宏观上认为是均性的混合物的等效导热系数,它经常被用来估算宏观上

认为是均匀的混合物的等效导热系数。出于对各向异性的复合材料的设计指导和估算 其等效导热系数的考虑,进一步弄清楚复合物中各组分的形状和排列对等效导热系数 的影响是必要的。

1。3。2  导热系数的测量方法

导热系数的测量的方法基本上可分为非稳态法和稳态法两大类,非稳态法指的是 试样在实验测量过程中它的温度随时间变化,不稳态导热微分方程是其理论分析的根 据[15]。非稳态方法具有快速准确的特点,因而在近年来得到了很快的发展,非稳态法 测量原理是对处于热平衡状态的试样突然施加某种热干扰,同时测量出试样对热干扰 的响应,接着根据的响应曲线来确定热物性参数的数值,可以同时或分别得出体积热 容、导热系数,以及组合参数如蓄热系数、热扩散率等[18]。

非稳态平面热源法(包括脉冲平面热源法和阶跃平面热源法)是由斯洛伐克科学院 物理研究所的 LudovitKubicar 提出并加以规范化的,适合导热系数在 0。05W/(m ・ K)~ 50W/(m ・ K)范围内的材料,可以测量均质固体材料、非均质材料以及多孔材料。实 际上,我国的王补宣等学早在 80 年代也独立开发过类似阶跃平面热源法的测量方法, 称为常功率平面热源法[19],它们的区别在于需测量热源处和试样内某一点的温度变化

才能同时得到材料的导热系数和热扩散率,若只测量热源处的温度变化,仅能得到蓄 热系数。而按照 Kubicar 的方法,只需测量试样内某一点的温度变化就可同时得到材 料的导热系数和热扩散率以及体积热容等热物性参数。本文对非稳态平面热源法的理

论模型及数学公式展开新的研究和推导,建立了相应的实验装置并进行实际测量,以 验证该方法的可行性和准确性[19]。

稳态法测量导热系数时,一般取薄片样品来进行测试,处理实验数据,计算导热 系数时采用的仍是传统的一维传热模型及其公式,而当试样较厚时,则多采用使侧壁 绝热的保护热流法,计算时仍当作一维处理,事实上,绝热程度的高低显然会影响到 测量精度,且实际操控难以真正的做到绝对绝热。为了提高试样较厚时的导热系数计 算精度。

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