LDX-HDRX3A 导热系数测试仪(热线法）

一、概述

LDX-HDRX3导热系数测试仪采用瞬态热线法，含交叉线法和平行线法，主要测量固态和粉状材料在不同温度下导热系数、导温系数（热扩散系数）和比热容。具有、高分辨率、高复现性等特点。由计算机控制进行自动测量。广泛适用于研究院校、质检、厂矿等部门对材料的导热系数测量。

本仪器是在我厂原HDRX2基础上重新进行开发设计，提高了测量精度和重现性，结构更加合理，使用更方便。型号分类：HDRX3A主要采用交叉热线法（也可用平行线法测量5w/mk以下的材料）；HDRX3B采用平行线法，测量小于25w/mk的材料。

仪器参考标准：GB/5990-86《定形隔热耐火制品导热系数试验方法(热线法)》；GB/T17106-1997《耐火材料导热系数实验方法（平行线法）》；GB 11205-89《橡胶热导率的测定（瞬态热丝法）》; GB/T10297-1998《非金属固体材料导热系数的测定(热线法)》等。

二、 主要技术指标

1、测量范围： HDRX3A(交叉线法) 0.015~2.0 W/(m·K)

HDRX3A(平行线法) 0.015~5.0 W/(m·K)

HDRX3B(平行线法) 0.015~25.0 W/(m·K)

2、温度范围： -40～120 ℃（需配高低温恒温箱）配铜-康铜热线

室温～1000 ℃（需配电阻丝电阻炉）配镍铬-镍硅或铂-铂铑热线

室温～1300 ℃（需配硅碳棒电阻炉）配铂-铂铑热线

室温～1600 ℃（需配硅钼棒电阻炉）配铂-铂铑热线

3、测量精度： <±5.0 %

4、试样尺寸： 230mm×114mm×64mm,2块；（或根据用户要求）

5、温度分辩： 0.001℃

6、热线电源：DRX-3A电流分辩0.01mA，电压分辩0.1mV

DRX-3B电流分辩0.1mA，电压分辩0.1mV

7、设备电源： 电压220V；频率50Hz；功率500W（配用电炉温度控制器电源的要求参看电炉温度控器说明书）

三、瞬态热线法测量原理

瞬态热线法的理论基础是大介质中的径向一维非稳态导热。设有一根半径为ro的长金属线源竖直地插入液体中，线源的热导率大，热容量近似为零，液体和线源在初始时刻处于热平衡，设平衡温度为To，当突然给线源加恒定的热流q时，热量完全从线源传递给被测材料。

Carslaw和Jaeger基于材料对一小、长热线源恒定热流的温度响应给出了热线法计算材料导热系数数学解：

（1）

式中θ为探头温升，T为t时刻探头温度，T0为探头初始温度，q为加热功率，λ为样品导热系数，α为样品热扩散系数，r为测试径向位置，Ei为指数积分函数，其表达式为：

（2）

其中μ=r2/4αt，当r2/4αt << 1时，可用其前两项表示，从而得到：

（3）

其中欧拉常数C=0.57726。对上式两端取微分可得到样品导热系数：

（4）

以上推导忽略了探头的尺寸和热容等影响因素，实际测量中，由于探头具有一定体积和热容，因此在探头开始加热时，样品温升会有个时间滞后，在对数时间—温升曲线图上表现为一非线性段，这个时间取决于探针尺寸和结构，之后进入线性段，后曲线将趋于平稳。本仪器采用用筛选数据法取线性段上的数据进行线性拟合，从而得到导热系数值。当材料的导热系数已计算出，也就能计算出热扩散系数。

比热容通过如下公式计算：

C=λ/(a*p)

a：热扩散率，单位m2／s

λ：导热系数，单位W／(m·K)

p：密度，单位g／m3

C：比热容，单位KJ／(kg·K)