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AY-L028 瞬态热线法导热系数测试仪 ASTM D7896-19 技术特点

文章由上海傲颖智能科技有限公司提供瞬态热线法(Transient Hot Wire, THW)导热系数测试仪是一种基于非

文章由上海傲颖智能科技有限公司提供

瞬态热线法(Transient Hot Wire, THW)导热系数测试仪是一种基于非稳态热传导原理的高精度热物性测量仪器,核心用于快速测定液体、膏体、粉末及部分固体的导热系数、热扩散率与定压比热。

一、核心原理

仪器核心为一根极细的铂金丝(直径约 10–50 μm),既是加热元件又是温度传感器。

瞬态加热:对金属丝施加阶跃恒定功率,产生瞬时热流并向周围样品扩散。

温度响应:金属丝温度随时间升高,其电阻随温度变化,通过惠斯通电桥实时采集温度–时间曲线。

数据解析:基于无限长线热源模型,在极短时间(约 1 秒)内完成测量,避免对流干扰;依据温度对数时间的线性斜率计算导热系数:

λ=4π⋅slopeq

其中 q 为单位长度加热功率,slope 为 ΔT−lnt 曲线斜率。

二、仪器结构

探头系统:核心为铂金丝热线,两端固定并张紧;部分采用双丝补偿结构(长短丝)消除端部热损失,提升精度。

加热与测控单元:高精度恒流源、惠斯通电桥、高速数据采集卡与温控模块。

样品池 / 夹具:适配液体、粉末、膏体的密封容器,部分带恒温浴 / 高压腔,宽温域(–160℃至 1000℃)、高压(至 70 MPa)测量。

软件系统:自动控温、数据采集、曲线拟合与参数计算,输出导热系数 / 热扩散率 / 比热。

三、关键特点

优势 测量极快:单样测试1–2 分钟,远快于稳态法(小时级)。 精度高:符合ASTM D7896-19标准,液体测量精度可达 **±0.5%–1%**。 适用广:覆盖气体、液体、粉末、膏体、胶体,低导热(0.001 W/m・K)至中高导热(数百 W/m・K)材料。 无对流干扰:测量时间短(<1 秒),热量未及形成对流,仅测纯导热。 绝对测量法:理论成熟,无需校准或单点校准,可直接溯源至国际单位制。

局限 对导电 / 强腐蚀液体需特殊绝缘涂层探头。 各向异性固体需特殊制样与探头设计。

四、典型应用

化工能源:制冷剂、导热油、纳米流体、电解质溶液热物性表征。

材料研发:相变材料、导热凝胶、粉末冶金材料、保温粉体性能测试。

汽车电子:冷却液、电池电解液、热界面材料导热系数测定。

高校科研:热物理、能源工程、材料科学基础研究与教学实验。