橡膠材料導(dǎo)熱系數(shù)的測量方法(06-100)

　　引言

　　導(dǎo)熱系數(shù)是表征物質(zhì)熱傳導(dǎo)性質(zhì)的物理量，對保溫材料要求其導(dǎo)熱系數(shù)盡量小，對散熱材料要求其導(dǎo)熱系數(shù)盡量大。由于導(dǎo)熱系數(shù)與物質(zhì)成分、微觀結(jié)構(gòu)、溫度、壓力及雜質(zhì)含量密切相關(guān)，所以在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程設(shè)計(jì)中，材料的導(dǎo)熱系數(shù)常常需要由實(shí)驗(yàn)方法來具體測定。

　　測量導(dǎo)熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)方法一般分為穩(wěn)態(tài)法與動(dòng)態(tài)法兩類。在穩(wěn)態(tài)法中，一般采用熱源先對樣品進(jìn)行加熱，樣品內(nèi)部的溫差使熱量從高溫處向低溫處傳導(dǎo)，樣品內(nèi)部各點(diǎn)的溫度將隨加熱速率和傳熱速率的影響而變動(dòng)；當(dāng)適當(dāng)控制實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)參數(shù)，使加熱和傳熱過程達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，被測樣品內(nèi)部就能形成穩(wěn)定的溫度分布，我們可以利用這一溫度分布關(guān)系計(jì)算出導(dǎo)熱系數(shù)。而在動(dòng)態(tài)法中，最終在被測樣品內(nèi)部所形成的溫度分布是隨時(shí)間變化的，例如呈周期性的變化，變化的周期和幅度亦受實(shí)驗(yàn)條件和加熱快慢的影響。

　　測量原理

　　當(dāng)溫度不同的兩物體接觸或一個(gè)物體內(nèi)部各處溫度不均勻時(shí)就會發(fā)生熱傳導(dǎo)現(xiàn)象。1882年法國數(shù)學(xué)、物理學(xué)家約瑟夫·傅立葉給出了熱傳導(dǎo)的基本公式(傅立葉方程)：

　　式中，dQ表示在dt時(shí)間內(nèi)通過dS面元傳遞的熱量，是沿dS面元法線處的溫度梯度，k為物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)。負(fù)號表示熱量傳遞方向與溫度梯度的方向相反。