[发明专利]一种利用稳态对比测量不良导体导热系数的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量导热系数的方法，尤其是涉及一种利用稳态对比测量不良导体导热系数的方法。

背景技术

不良导体材料是生产生活中应用广泛的保温隔热材料，而导热系数是表征不良导体导热性能的特征物理量，工业上普遍采用稳态法测量不良导体的导热系数。在大学物理实验中，通常开设“闪光法测量不良导体导热系数”以及“用稳态法测量不良导体导热系”两实验。以稳态法的实验装置为基础，利用对比法，即将待测样品和标准样品在同样的环境下进行测量，在保证散热盘散热温度相同因而散热过程相同的条件下，当达到热平衡时，读取加热盘及散热盘的电动势，直接根据傅里叶导热方程，及标准样品的导热系数，而获得待测样品导热系数。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构可靠、重复性好的利用稳态对比测量不良导体导热系数的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种利用稳态对比测量不良导体导热系数的方法，以稳态法的实验装置为基础，通过调节加热源的电压保证待测样品及标样的散热盘的散热温度(电压)相同，记下加热盘和散热盘的温度(电压)，根据傅里叶导热方程，以及标准样品的导热系数直接获得待测样品的导热系数。

该方法首先测量不良导体标准样品的导热系数，然后再将待测样品的形状、大小和厚度制成与不良导体标准样品相同，然后检测导热稳定时待测样品两侧的温度，结合不良导体标准样品的导热系数得到该待测样品的导热系数。

测量不良导体标准样品的导热系数时，将样品置于加热盘与散热盘之间，打开电灯作为恒定热源，达到热平衡时，利用傅里叶导热方程检测得到导热系数，傅里叶导热方程为：

ΔQΔt=λST1-T2h]]>

式中λ为不良导体标准样品的导热系数，S为不良导体标准样品截面积，h为厚度，T₁与T₂分别为导热稳定时不良导体标准样品两表面的温度，ΔQ为在时间Δt内流过不良导体标准样品的热量。

所述的待测样品的导热系数为：

λB=T1M-T2MT1b-T2bλM]]>

式中λ_B为不良导体标准样品的导热系数，T_1b与T_2b分别为导热稳定时不良导体标准样品两表面的温度，λ_M为待测样品的导热系数，T_1M与T_2M分别为导热稳定时待测样品两表面的温度。

测试系统采用康铜热电偶时，待测样品的导热系数为：