[发明专利]一种用于纤维轴向导热性能测试的试件及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于纤维轴向导热性能测试的试件，包括夹持器和包含于夹持器内部的待测纤维；所述夹持器呈空心直圆柱状。本申请提供的试件，能够将长丝状的纤维进行紧密的固定，并且使得被固定的纤维具有良好的准直度，能够很好的用于纤维轴向导热性能的测试当中。根据实施例的记载可知，本申请得到的试件成功的被用于激光闪射法的检测中，检测得到样品的导热系数分别为156W/m·K、0.7W/m·K和52W/m·K。

技术领域

本发明涉及纤维导热性能检测技术领域，尤其涉及一种用于纤维轴向导热性能测试的试件及其制备方法。

背景技术

纤维作为一种具有优异性能的复合材料增强体，已经被广泛的应用于各个领域。电子器件的高功率化、高集成化发展对复合材料的散热性能也提出了更高的要求，准确表征纤维增强体的导热系数成为设计高导热复合材料的基础。

目前，测定热导率的方法与仪器多种多样，这些方法主要分为两类：稳态法和非稳态法(动态法)。根据傅里叶方程所描述的稳态条件，稳态法主要有热流计法、保护热板法和保护热流法等。对于稳态测量法来说，它可以直接而准确的测定材料的热导率，原理简单易懂且其测量温度范围大，但相对而言测定时间长、测试要求严苛，通常将其应用于热导率低的材料测试。非稳态法主要包括热线法、热带法和激光闪射法等，它更多地应用于高热导率材料的测量，具有测试温度范围宽、测试准确性高和样品制备简单等特点。

1961年，Parker WJ等人首次提出了激光闪射法的概念，即通过激光脉冲技术对材料的热性能进行测试，并且研制出了可以用于测试的实验设备。目前，该方法已经成为世界上最成熟的测试材料导热性能的方法之一，得到了国际热物理学界的普遍认可。激光闪射法测试材料导热性能具有许多优异的特点：首先，测试所要求试样尺寸较小，节省材料且容易制备；其次，其能够测试的导热系数范围为0.1～2000，覆盖了包括液体、薄膜、复合材料以及熔融金属在内的各种材料；另外，该方法测试速度较快，对于单闪射点的导热测试只需3～5min即可；最重要的是，作为非接触式与非破坏式的测量方法，其测量精度也较高。

然而，该方法试样一般为各向同性块状材料，对于单丝直径几个微米，并且具有各向异性特点的纤维材料而言，测试难度较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于纤维轴向导热性能测试的试件及其制备方法，本发明提供的试件能够直接用于纤维导热性能的测试。

本发明提供了一种用于纤维轴向导热性能测试的试件，包括夹持器和包含于夹持器内部的待测纤维；

所述夹持器呈空心直圆柱状。

优选的，所述夹持器的材质为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚苯并咪唑或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。

优选的，所述夹持器的壁厚为0.5～2mm，长度为1～6mm，内径为10～15mm。

优选的，所述夹持器的圆柱壁上设置有平行于空心直圆柱轴线的开口。

优选的，所述待测纤维为原料纤维置于预处理溶液中进行浸泡得到的预处理纤维。

优选的，所述预处理溶液为无水乙醇或丙酮；

所述浸泡的时间为15～20分钟。

优选的，所述待测纤维平行于空心直圆柱的轴线分布，待测纤维的两端分别与夹持器的两个端面位于同一平面。

优选的，所述待测纤维在夹持器内部的体积填充率为50～70％。

本发明还提供了一种上述用于纤维轴向导热性能测试的试件的制备方法，包括如下步骤：

提供三件夹持器，并且使三件夹持器的轴线为同一直线；

将待测纤维排布且贯穿于三件夹持器的内部；