导热系数测定仪是测量材料导热性能的专用设备,其工作原理基于热传导基本定律 —— 傅里叶定律,即单位时间内通过材料的热量与温度梯度及传热面积成正比,与材料厚度成反比。仪器通过构建稳定的一维热流场,测量材料两侧的温度差、传热面积、厚度及热流量,再结合傅里叶定律计算出导热系数(λ=Q・d/(A・ΔT),其中 Q 为热流量,d 为材料厚度,A 为传热面积,ΔT 为温差)。根据测量原理不同,常见类型包括稳态法(如平板法、护热平板法)和非稳态法(如热线法、热盘法)。稳态法通过维持材料两侧温度恒定,待热流稳定后测量参数,适用于导热系数较低的保温材料;非稳态法则利用材料温度随时间的变化计算导热系数,效率更高,适用于金属、液体等高热导材料。
在行业应用中,导热系数测定仪是材料研发和质量控制的关键设备:
- 建筑建材领域:用于检测保温棉、聚苯板等墙体保温材料的导热性能,确保建筑节能达标;
- 电子行业:测试芯片、散热片、导热硅胶等材料的散热能力,优化电子设备热管理设计;
- 新能源领域:在动力电池、光伏组件中,评估电极材料、隔热层的导热特性,提升设备安全性和效率;
- 航空航天:检测航天器隔热材料的导热性能,保障极端环境下的热稳定性;
- 材料科学研究:为新型功能材料(如相变材料、纳米复合材料)的研发提供导热性能数据支持。
通过精准测量导热系数,该仪器助力各行业实现材料性能优化、产品质量提升及节能减排目标。