GB/T 22588-2008閃光法測量熱擴散系數或導熱系數

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犙４０

中華人民共和國國家標準

犌犅／犜２２５８８—２００８

閃光法測量熱擴散系數或導熱系數

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２００８１２１５發(fā)布２００９１００１實施

中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局

發(fā)布

中國國家標準化管理委員會

書

犌犅／犜２２５８８—２００８

前言

本標準等同采用ＡＳＴＭＥ１４６１—２００１《閃光法測定熱擴散系數試驗方法》（英文），其中作了一些編

輯性修改。本標準與ＡＳＴＭＥ１４６１—２００１的主要差異如下：

———引用標準將ＡＳＴＭ熱電偶標準更換為與之相對應的我國國家標準；

———為方便使用者，增加了“引言”，以提示比熱容的測量、導熱系數的計算方法；

———刪去了原標準“１．８本標準采用國際單位制的聲明和第１４章的關鍵詞”；

———按照ＧＢ／Ｔ１．１—２０００的規(guī)定，對附錄編號和附錄的章、條編號作了重新編排，對應關系未作

任何改動；

———刪去了原標準的參考資料和文獻目錄。

本標準的附錄Ａ、附錄Ｂ、附錄Ｃ、附錄Ｄ和附錄Ｅ均為資料性附錄。

本標準由全國耐火材料標準化技術委員會提出并歸口。

本標準起草單位：武漢科技大學。

本標準主要起草人：葛山、尹玉成、趙惠忠、劉志強。

Ⅰ

書

犌犅／犜２２５８８—２００８

引言

閃光法測定熱擴散系數試驗方法由于其測定范圍廣、溫度高、速度快、測定過程可以在氧化氣氛、惰

性氣體或真空環(huán)境下進行，目前得到廣泛的應用。

已知材料的熱擴散系數、比熱容及體積密度，可由下列公式求出材料的導熱系數：

λ＝α·犮狆·ρ

式中：

λ———導熱系數，單位為瓦每米開爾文［Ｗ／（ｍ·Ｋ）］；

α———熱擴散系數，單位為平方米每秒（ｍ２／ｓ）；

犮狆———比熱容，單位為焦每千克開爾文［Ｊ／（ｋｇ·Ｋ）］；

３

ρ———體積密度，單位為千克每立方米（ｋｇ／ｍ）。

式中材料的熱擴散系數由本試驗方法測得。

式中各種材料的體積密度按相應標準測定。

式中材料的比熱容可以通過查找相關資料獲得或由試驗測得。

本標準采用比較法測定比熱容。用比較法測定比熱容是將已知比熱容的標準樣品和待測樣品一起

放在多樣品閃光法熱擴散儀內，在相同條件下測定標準樣品和待測樣品。標準樣品和待測樣品分別吸

收到的脈沖輻照強度相同時，根據能量平衡方程式可求得待測樣品的比熱容：

犮狆Ｂ·犕Ｂ·Δ犜Ｂ

犮狆Ｘ＝

犕Ｘ·Δ犜Ｘ

式中：

犮狆Ｘ———待測樣品的比熱容，單位為焦每千克開爾文［Ｊ／（ｋｇ·Ｋ）］；

犮ρＢ———標準樣品的已知比熱容數據，單位為焦每千克開爾文［Ｊ／（ｋｇ·Ｋ）］；

犕Ｂ，犕Ｘ———分別為標準樣品和待測樣品的質量，單位為克（ｇ）；

Δ犜Ｂ，Δ犜Ｘ———分別為標準樣品和待測樣品受激光輻照的最大溫升，單位為攝氏度（℃）。

對于非均質、多物相的無機非金屬材料，為取得具有統計意義的結果，反映材料的真實性，應取多個

試樣進行測量。

本標準刪去了原標準的參考資料和文獻目錄，讀者如需要進一步了解這些內容，可查閱

ＡＳＴＭＥ１４６１—２００１原標準。

Ⅱ

犌犅／犜２２５８８—２００８

閃光法測量熱擴散系數或導熱系數

１范圍

１．１本標準適用于測量溫度在７５Ｋ～２８００Ｋ范圍內，熱擴散系數在１０－７ｍ２／ｓ～１０－３ｍ２／ｓ時的均勻

各向同性固體材料。

１．２本標準比ＡＳＴＭＣ７１４更為詳細，適用性更廣，包括材料的種類、用途和溫度范圍。本方法還提

高了測量的精度。

１．３本標準適用于對能量脈沖光譜不透明材料的測試，也適用于經預處理后完全或部分透光材料試樣

熱擴散系數的測定（詳見附錄Ａ）。

１．４本標準意欲適應多種類型的設備。對于標準測試方法來說，規(guī)定所有相關的設備細節(jié)和檢測過程

是不現實的，如果規(guī)定了則會給不具備所需技術知識的人員造成困難，也可能會妨礙或者限制基礎方法

的研發(fā)。

１．５本方法適用于本質上完全致密的材料。然而，在某些情況下，應用于多孔材料也可獲得比較滿意

的結果。由于氣孔率、氣孔的形狀、尺寸和氣孔的分布特性影響材料的熱擴散行為，所以分析數據時須

加以注意。對于應用此法測定材料的導熱系數時，本標準也提出了特殊的注意事項。

１．６本方法可看作是一種絕對的試驗方法，因為本方法沒有任何參考標準。建議采用標準樣品驗證所

用設備的性能。

１．７從嚴格意義來講，本方法僅適用于均勻固體材料；但在某些情況下，證明本方法測得的結果對特定

的用途來講是有用的。

１．７．１對于被測的復合材料，當其中含有明顯的不均勻性和各向異性時，用本方法測得的數據將會有

較大的誤差。由于這樣的數據缺少絕對精度，因此這些數據用于比較具有相同結構的材料性能時是有

意義的。當用此法測定材料的性能，例如導熱系數時，應特別提示復合材料可能具有非軸向的傳熱

模式。

１．７．２測試液體———本方法特別適用于測定熔融材料的熱擴散系數。當使用這種技術時，需要配備特

殊的容器。

１．７．３測試多層材料———本方法還被擴展用于測定不同層結構材料，其中有一層是假定未知的。在某

些情況下，也可測得界面的接觸熱阻。

本標準沒有規(guī)定操作使用中的所有安全注意事項，本標準的使用者有義務制定適當的安全和健康

條例，并在實施之前確定其適用性。

２規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引