[发明专利]一种高通量表征材料热扩散系数的装置和方法

权利要求书

1.一种高通量表征材料热扩散系数的装置，其特征在于，它包括：

一台平面热源，用于同时对同一批样品进行均匀加热；

一台红外热像仪，其与所述平面热源正对分布，当同一批所述样品在经过所述平面热源均匀加热的升温过程中，通过该红外热像仪分别采集记录所有所述样品的升温热像图；

一台PC机，其内置有红外热像仪的图像分析软件，与所述红外热像仪连接，用于通过所述图像分析软件对所述红外热像仪所采集的同批次所述样品的所有升温热像图进行分析，以得出该批次所述样品中每个样品的温升曲线，同时通过温升曲线对比出该批次所述样品中各样品的热扩散系数优异。

2.根据权利要求1所述的一种高通量表征材料热扩散系数的装置，其特征在于，同一批所述样品的样品数量不小于100个。

3.根据权利要求2所述的一种高通量表征材料热扩散系数的装置，其特征在于，所述样品的高度为2-10mm，并且同批次所述样品的高度差异小于0.5％。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种高通量表征材料热扩散系数的装置，其特征在于，所述平面热源上涂覆有一层半固态导热介质，同批次所有所述样品呈阵列分布搁置于所述平面热源上，并且呈阵列分布的同批次所有所述样品中相邻样品之间的间距不小于2mm，同批次所有所述样品放置于所述平面热源的加热板上进行均匀加热，其中，所述半固态导热介质为导热硅脂，所述导热硅脂涂覆于加热板上。

5.根据权利要求4所述的一种高通量表征材料热扩散系数的装置，其特征在于，搁置于所述加热板上的所有所述样品的表面均喷涂有确保发射率相同的石墨。

6.根据权利要求5所述的一种高通量表征材料热扩散系数的装置，其特征在于，所述平面热源的每百摄氏度温度均匀性优于1.0℃。

7.根据权利要求6所述的一种高通量表征材料热扩散系数的装置，其特征在于，所述红外热像仪与所述平面热源之间的距离为30-50cm，并且所述红外热像仪满足同一批所述样品中的每个所述样品上至少分布30个像素点。

8.采用权利要求1-7任意一项所述装置进行高通量表征材料热扩散系数的方法，其特征在于，将已知热扩散系数的样品与待测样品一起置于装置中进行测试，通过对比已知热扩散系数样品的温升曲线和待测样品的温升曲线，即可筛选出具有特定范围热扩散系数的材料。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、样品准备；

选择高度为2-10mm的样品，同一测试批次样品高度差异小于0.5％，记录各样品的高度数据、以及直径或边长数据，将样品排列整齐，放置在涂覆有导热硅脂的加热板上，相邻样品之间的间距不小于2mm，所有样品的表面喷涂石墨，以确保发射率相同；

步骤二、平面热源升温；

将平面热源升温至100-300℃，之后保温10-60分钟，使平面热源的加热板温度分布均匀，将红外热像仪正对平面热源，距离调整至30-50cm，监测加热板温度均匀性，直至其有效加热区温度差异小于1℃；

步骤三、样品加热，采集样品升温过程的热像图；

将步骤一中摆放好的样品放在加热板的有效加热区内，采用红外热像仪记录样品升温过程中的热像图，各样品温度趋于稳定后停止测量；

步骤四、热像图分析；

将热像图导入PC机所内置红外热像仪的图像分析软件，从中分析出各样品的温升曲线，同时，根据温升曲线对比出各样品的热扩散系数优异。