金屬合金的導熱系數測試方法

　　金屬的導熱系數測試時材料科學的重要技術，它對于企業去評估材料的導熱能力至關重要以及在產品中的使用優化。金屬導熱系數的測量在能源、建筑行業等領域具有廣泛應用發展前景。導熱系數是指單位時間內通過單位面積的熱量，是衡量材料導熱能力的重要標準。

　　金屬導熱系數的測試方法有很多，其中常見的是熱板法、熱流計法、和熱源法。本次我們采用的是瞬態平面熱源技術(TPS)開發的導熱儀來進行金屬導熱系數測試，相比于其他的測量方法，瞬態熱源法測量的速度快，測量范圍廣，操作更加方便快捷。

　　一、實驗原理與設備　

　　瞬態平面熱源法是研究熱傳導性能中準確、快捷的一種方法。它是一種新新技術，在研究材料時能夠快速準確的測量熱導率。該方法采用了雙螺旋結構的平面探頭，利用熱阻性材料刻蝕成的一個平面探頭，同時作為熱源和溫度傳感器。在測試過程中，探頭會放置于樣品中間進行測試，電流通過探頭時，會產生一定的溫度上升，并且探頭上會產生一定的電壓變化，產生的溫度會通過探頭上下的樣品進行熱擴散，擴散的速度取決于樣品的導熱系數，如何把采集的數據通過上位機數字模型軟件進行分析處理，計算得到導熱系數。

　　本次實驗設備采用南京大展檢測儀器生產的DZDR-S導熱系數測定儀（如下圖1-1）

       本次實驗主要包括主機、待測樣（氧化鋁塊）、探頭、以及數據采集軟件。

　　二、實驗步驟與操作　

　　1.打開實驗設備，進行設備性調整與準備工作?！?/span>

　　2.將探頭放置于樣品中間并用工裝夾具夾取待測樣，確保探頭置于樣品中心（如下圖1-2）。　

　　3.設置設備界面，時間、探頭電阻、功率、基準。　

　　4.打開上位機分析軟件進行數據連接，填寫相關參數電阻、功率。點擊開始測試等待主機蜂鳴器響起，點擊軟件分析導熱系數（如下圖1-3）?！?/span>

　　5.測試結束等待10分鐘以后，待樣品與探頭冷卻后，重復上述步驟進行重復性測試。

圖1-1

圖1-2

圖1-3

　　三、結果分析　

　　通過本次實驗，我們得知氧化鋁導熱系數150.36W/mK，熱擴散系數為98m2/s。并初步分析了影響導熱系數的一些關鍵因素。通過實驗結果表明，內部環境來講，金屬的導熱系數受到其本身內部結構、雜質成分等因素密切相關。外部環境來說，實驗過程也可能受到外部環境的影響，如溫度波動、空氣環境波動等。這些不穩定性因素都會影響測試的結果。

　　四、結論討論　

　　綜上所述、本實驗通過實際測量與分析，探究金屬合金的導熱系數與影響因素，為深入理解金屬導熱機制與導熱系數的測量提供了準確數據參考。通過不斷改進和優化測量方法，我們可能更加準確的去了解金屬合金的導熱系數，為材料科學、化學工業等等工業生產領域發展提供有益的價值。