瞬态平面热源法导热系数测试系统——变温变真空多试样

一、简介

瞬态平面热源法作为一种绝对导热系数测量方法，在理论上可以达到很高测量精度。在被测试样尺寸和其它要素满足测试方法规定的边界条件时，导热系数的测量范围理论上可以没有限制。因此，对于均质材料，采用瞬态平面热源法不失为一种操作简便和测量精度高的有效方法，在温度不高范围内（-196℃～200℃），这种方法可以作为一种标准方法来使用，并与其它导热系数测试方法一起形成有效的补充和相互比对，甚至可以用于校准其它测试方法。

二. 特点

（1）变温测试

采用冷热循环油浴增压泵流出的硅油作为加热介质流经装载有试样的真空腔体壁，真空腔体放置在厚实的隔热材料套中，使得被测试样可以精确的按照循环油浴温度进行恒温控制，充分利用了循环油浴±0.05℃的高精度温度控制功能，保证了试样温度的均匀性和稳定性。并且，可以通过计算机控制循环油浴的设定温度来自动实现不同温度下的试样热导率测量。试样温度变化范围取决于恒温油浴的温度变化范围，一般温度变化范围为-40℃至250℃。同时还可以配备低温制冷机系统，从而实现温度达到液氦温度区间的材料导热系数测试。 

（2）变气压测试

工程材料，特别是孔隙率较大的低密度材料，它们所处的气氛压强会严重影响材料的导热系数。同时，空气中的水份也会使得材料的导热系数发生改变。所以，为了准确测量材料的导热系数，所有导热系数测试方法都对被测试样的气氛环境有严格规定，通常要求是一个标准大气压下的高燥空气环境。另外，在宇航空间用工程材料中，距离地球表面不同高度时气氛压强的不同也会导致材料不同的导热系数。

为了规范测试气氛环境和模拟出准确的所需气氛压强，导热系数测试系统配备了依阳公司独自研发的具有人工智能的高精度气氛压强控制系统，使得放置试样的真空腔内的气压精确恒定在所需的气压设定点上，实现了不同气体成分在不同气压下的实验环境模拟。试样环境气氛可以是空气和其他任何气体，气压控制范围为3Pa至1个标准大气压，气压的波动率全量程范围内都小于±1%。