導熱系數測試儀（法）  型號：HDRX3A

一、概述

HDRX3導熱系數測試儀采用瞬態法，含交叉線法和平行線法，主要測量固態和粉狀材料在不同溫度下導熱系數、導溫系數（熱擴散系數）和比熱容。具有高精度、高分辨率、高復現性等特點。由計算機控制進行自動測量。廣泛適用于研究院校、質檢、廠礦等對材料的導熱系數測量。

本儀器是在我廠原HDRX2基礎上重新進行開發，提高了測量精度和重現性，結構更加合理，使用更方便。型號分類：HDRX3A主要采用交叉法（也可用平行線法測量5w/mk以下的材料）；HDRX3B采用平行線法，測量小于25w/mk的材料。

儀器參考標準：GB/5990-86《定形隔熱耐火制品導熱系數試驗方法（法）》；GB/T17106-1997《耐火材料導熱系數實驗方法（平行線法）》；GB 11205-89《橡膠熱導率的測定（瞬態熱絲法）》; GB/T10297-1998《非金屬固體材料導熱系數的測定（法）》等。

二、 主要指標

1、測量范圍： HDRX3A（交叉線法）   0.015~2.0 W/（m·K）

              HDRX3A（平行線法）   0.015~5.0 W/（m·K）

              HDRX3B（平行線法）   0.015~25.0 W/（m·K）

2、溫度范圍： -40～120 ℃（需配高低溫恒溫箱）配銅-康銅

              室溫～1000 ℃（需配電阻絲電阻爐）配鎳鉻-鎳硅或鉑-鉑銠

              室溫～1300 ℃（需配硅碳棒電阻爐）配鉑-鉑銠

              室溫～1600 ℃（需配硅鉬棒電阻爐）配鉑-鉑銠

3、測量精度： <±5.0 %

4、試樣尺寸： 230mm×114mm×64mm,2塊；（或根據用戶要求）

5、溫度分辯： 0.001℃

6、電源：DRX-3A電流分辯0.01mA，電壓分辯0.1mV

             DRX-3B電流分辯0.1mA，電壓分辯0.1mV

7、設備電源： 電壓220V；頻率50Hz；功率500W（配用電爐溫度控制器電源的要求參看電爐溫度控器說明書）

三、瞬態法測量原理

瞬態法的理論基礎是無限大介質中的徑向一維非穩態導熱。設有一根半徑為ro的無限長金屬線源豎直地插入液體中，線源的熱導率無限大，熱容量近似為零，液體和線源在初始時刻處于熱平衡，設平衡溫度為To，當突然給線源加恒定的熱流q時，熱量從線源傳遞給被測材料。

Carslaw和Jaeger基于材料對一無限小、長源恒定熱流的溫度響應給出了熱線法計算材料導熱系數數學解：

                            （1）

式中θ為探頭溫升，T為t時刻探頭溫度，T0為探頭初始溫度，q為加熱功率，λ為樣品導熱系數，α為樣品熱擴散系數，r為測試徑向位置，Ei為指數積分函數，其表達式為：

                                   （2）

其中μ=r2/4αt，當r2/4αt << 1時，可用其前兩項表示，從而得到：

                          （3）

其中歐拉常數C=0.57726。對上式兩端取微分可得到樣品導熱系數：

                           （4）

以上推導忽略了探頭的尺寸和熱容等影響因素，實際測量中，由于探頭具有一定體積和熱容，因此在探頭開始加熱時，樣品溫升會有個時間滯后，在對數時間—溫升曲線圖上表現為一非線性段，這個時間取決于探針尺寸和結構，之后進入線性段，zui后曲線將趨于平穩。本儀器采用用篩選數據法取線性段上的數據進行線性擬合，從而得到導熱系數值。當材料的導熱系數已計算出，也就能計算出熱擴散系數。

比熱容通過如下公式計算：

          C=λ/（a*p）

a：熱擴散率，單位m2／s

λ：導熱系數，單位W／（m·K）

p：密度，單位g／m3

C：比熱容，單位KJ／（kg·K）