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陶瓷材料比熱容和熱導(dǎo)率測(cè)量
發(fā)布時(shí)間：
2022-06-30 10:39
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試驗(yàn)設(shè)備
比熱容通常用專用設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，使用加熱物體向較低溫度處傳熱或差式量熱的方法。比熱容的測(cè)量重要的是，必須用校正過(guò)的熱電偶或熱電阻精確地測(cè)量和顯示溫度，以及必須用已知比熱容的參考材料對(duì)設(shè)備進(jìn)行校正，通常所用的材料是α氧化鋁，測(cè)量的總精度優(yōu)于10J·kg-1·K-1。
試樣或試驗(yàn)材料
試樣可以是按測(cè)試設(shè)備要求加工的試塊，也可以是粒狀或粉末狀材料，至少測(cè)試兩個(gè)試樣。
試驗(yàn)方法
將試條或材料在120℃±5℃條件下干燥至少2h，直至恒重。稱量試條或材料精確到0.1%。測(cè)量前應(yīng)對(duì)每個(gè)試條或材料進(jìn)行這一操作。
由試驗(yàn)設(shè)備正常操作方式測(cè)定結(jié)果可以計(jì)算出試樣在冷卻溫度范圍內(nèi)的平均比熱容，為此本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定所有材料冷卻溫度范圍為100℃~30℃。對(duì)GB/T 8411.1—2008中某些在高溫下使用的材料，只要相關(guān)方協(xié)商一致，最高溫度可以選到800℃。
對(duì)每個(gè)試樣或試驗(yàn)材料必須至少進(jìn)行三次測(cè)試。
注：如果在不同的上限溫度下進(jìn)行足夠多的測(cè)試，則任何溫度下試樣的準(zhǔn)確比熱容可通過(guò)曲線擬合算出。
結(jié)果計(jì)算
測(cè)試結(jié)果的計(jì)算應(yīng)按測(cè)試設(shè)備要求的步驟進(jìn)行，以J· kg-1· K-1為單位，精確到10 J· kg-1· K-1。
熱導(dǎo)率
熱導(dǎo)率，又稱“導(dǎo)熱系數(shù)”。是物質(zhì)導(dǎo)熱能力的量度。符號(hào)為λ或K。
試驗(yàn)設(shè)備
本部分涉及的瓷材料的熱導(dǎo)率值覆蓋了從小于1W·m-1·K-1到大于150 W·m-1·K-1的整個(gè)范圍，測(cè)定熱導(dǎo)率的設(shè)備一般都只能覆蓋其中的一部分。對(duì)于熱導(dǎo)率大約在5 W·m-1·K-1以下的材料，要求薄板上的溫度梯度高;對(duì)于熱導(dǎo)率大約在 50W·m-1·K-1以下的中等熱導(dǎo)率的材料，通常在參考樣間加一個(gè)短圓柱的方法(比較試樣法)測(cè)量;對(duì)于高熱導(dǎo)率的試樣，需要用長(zhǎng)圓柱試樣，直接用量熱法測(cè)量。可以用測(cè)量材料熱擴(kuò)散率的方法代替熱導(dǎo)率的測(cè)量方法，用下式計(jì)算出某一-溫度下的熱導(dǎo)率：
試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)方法的具體細(xì)節(jié)超出了本部分的范圍，需要當(dāng)事各方協(xié)商一致選擇適當(dāng)?shù)姆椒?。但是只有精度?yōu)于±10%，才能滿足本標(biāo)準(zhǔn)的要求。
注：如有可能，應(yīng)給出測(cè)試設(shè)備校正的證明。
試樣
試樣應(yīng)按所用特定設(shè)備的要求制備。
對(duì)各向異性的材料，如擠制材料，應(yīng)當(dāng)注意保證測(cè)量在一恰當(dāng)?shù)姆较蜻M(jìn)行。一般要求垂直于熱流的表面應(yīng)當(dāng)磨平，平行度在0.05 mm以內(nèi)。
試驗(yàn)方法
直接測(cè)量熱導(dǎo)率時(shí)，在垂直于熱流的兩平行面間建立穩(wěn)定均勻的溫度梯度﹐記錄兩平行表面的溫度，測(cè)量試樣的橫截面積。按加熱法(如從輸入的電功率計(jì)算)或冷卻法(如水流量熱儀)計(jì)算通過(guò)試樣的熱流速率。
如測(cè)量熱擴(kuò)散率，在薄試樣的一面加熱脈沖，記錄脈沖到達(dá)另一面的時(shí)間。
無(wú)論用什么方法，除C500類材料的測(cè)試溫度范圍30℃~800℃外，其他材料的熱導(dǎo)率應(yīng)是30℃~100℃間的平均值。
注：如當(dāng)事各方達(dá)成一致，測(cè)量的溫度范圍可以改變成適合于產(chǎn)品實(shí)際使用的范圍。
結(jié)果計(jì)算
結(jié)果的計(jì)算應(yīng)符合所用測(cè)試方法規(guī)定的方法計(jì)算，包括用設(shè)備校正結(jié)果對(duì)測(cè)試結(jié)果的修正或其他系統(tǒng)誤差的校正。
比熱容,熱導(dǎo)率
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