TC3000系列法通用型導熱系數儀

產品簡介

除在流體導熱系數測量領域擁有*的地位外，法在固體、膠體、熔融體方面也具有非常廣泛的應用。早在1931年，Stâlhane和Pyk就將瞬態(tài)法用于測量固體和粉末以及液體的導熱系數；1964年，A. von Mittenbuhler提出了十字交叉的形式，這也成為今天德國和歐洲標準（DIN EN 993-14:1998/ ISO 8894-1:1987）的原型。隨著電子和計算機技術的飛速發(fā)展，原有的十字交叉和平行雙法的技術已經得到很大的改進和發(fā)展，如結構的優(yōu)化、測量時間從幾分鐘縮短到幾秒鐘、電測系統(tǒng)的改進使得測量速度得到*提高等，目前的法技術在液體、氣體和固體測量中的不確定度小于1%，納米流體和熔融鹽測量的不確定度小于2%。

      TC 3000系列導熱系數儀是公司在多年瞬態(tài)法測量液體導熱系數的研究基礎上，進一步拓展，開發(fā)出的適用于固體、膏體、膠體、液體等多種材料導熱系數測量的儀器。TC 3000系列的傳感器探頭中的熱絲直徑為25微米，標準長度為25毫米（為滿足特殊情況下的測試需求，夏溪測試中心還配備有其他尺寸），長徑比超過1000，在測量準確度范圍內*符合無限細的理論模型要求。

      TC 3000系列法導熱系數儀，傳承了法測量導熱系數快速、準確的優(yōu)點，同時其專門針對固體材料的便攜式探頭設計設計，還使得TC3000操作更方便，廣泛適用于各種保溫材料、導熱材料、相變材料、復合材料等多種材料的導熱系數測量；配備溫度環(huán)境，還可以獲得-30℃到200℃溫區(qū)內被測物質的導熱系數-溫度數據曲線。

      除檢測材料的導熱系數外，TC 3000系列導熱系數儀還有很多拓展應用，如檢測材料的均勻性以幫助用戶改善工藝，在不需要打開容器的前提下檢測密閉容器中物質的屬性而幫助用戶作出判斷，在材料的多個位置檢測以查找漏熱點等。

      TC3000系列適用范圍廣、用戶操作簡單、樣品無需特別制備、無損檢測等顯著優(yōu)勢，使其自推出就廣受歡迎，為科研領域中的材料研究、導熱性能改進以及工業(yè)中的產品質量檢驗、生產控制提供了*的便利。

主要特點

測量準確

      TC 3000系列法導熱系數儀傳承了TC 3000L系列法液體導熱系數儀的多項技術，努力降低實際產品與理想模型之間的偏差，保證了測試準確度。在采用標準試樣有機玻璃、硅硼玻璃和不銹鋼分別對儀器進行檢驗后，證明TC 3000系列法導熱系數儀的準確度可以達到1%之內，全量程范圍內小于3%，因此能很好的保證科學研究的需要。

測量快速

      采用特定設計的高速度采集系統(tǒng)，TC 3000系列充分發(fā)揮了法測量快速的優(yōu)勢，對于不同類的固體材料，升溫時間一般在2~20秒鐘之內；一組典型的測量過程，從準備測試到zui后獲得數據，一般只需要2~3分鐘；在試樣和探頭已經接好、儀器已連接的前提下，還可以采用軟件中的自動多次采集功能，用戶可以不必一直守在儀器旁邊，只需要在測試結束后導出數據即可，因此可以大大的節(jié)省用戶的測試時間和精力。

應用廣泛

      由于增加了針對固體材料的設計，使得探頭的應用更靈活：可以夾在兩塊待測的塊狀或片狀樣品之間，可以埋入粉末、膏狀物之中，還可以直接插入盛有液體的容器中，因此TC 3000系列可廣泛適用于固體、粉末、膠體、液體等多種材料導熱系數的測量，而且各種類型的材料測量，均無需更換探頭和測試軟件，只需一臺導熱系數測試儀，即可快速可靠地獲得各種形態(tài)材料的導熱系數，不僅降低了對操作人員的要求，更是*的降低了用戶的采購成本。

      ★  可以測定保溫材料、導熱硅膠、導熱硅脂、陶瓷、橡膠、塑料、土壤、農作物顆粒等各種固體、粉末、膠體、液體的導熱系數；

      ★  可以研究不同溫度（-150~200度）下的樣品的導熱系數，配備溫度環(huán)境時，軟件中選擇自動多次測量，還可以獲得導熱系數隨溫度的變化趨勢曲線；

      ★  由于加熱時間很短，溫升也很小（一般為2~5度或者更低，取決于被測樣品的導熱系數），所以整個測試過程不會破壞樣品，因此特別適合含濕材料如有含濕量要求的土壤、生物質、膠體等的導熱系數研究。

      ★  由于樣品要求低、測量快速、操作簡單，TC 3000系列法導熱系數儀不僅僅適合科研實驗室和企業(yè)質量控制部門，也適用于產品的在線檢測，以保證隨時控制產品質量。

樣品要求低

      TC 3000系列需要的樣品用量很少，對于塊狀或片狀材料，保證zui小邊長大于2.5厘米，zui小厚度大于0.3毫米即可；對于粉末、膏狀物和液體，zui小用量為50毫升。

      TC 3000系列采用法原理，因此被測試樣的尺寸、形狀（各向異性材料除外）對測試結果沒有影響，也不需要制備特定尺寸和形狀的試樣。通常采用普通的成品即可測量，即減輕了用戶的負擔，又可以真實的反應實際產品的導熱性能，因此可以用于生產質量的實時控制。

操作簡單

      探頭使用簡單、樣品要求低、USB接口方式及簡單的軟件界面操作，使得用戶在無任何專業(yè)知識的前提下均能準確的進行操作，獲得可靠的導熱系數實驗數據，因此可以幫助用戶降低人力成本。

可選配件及選配指南

      TC 3000系列包括TC 3000、TC 3100、TC 3200、TC 3300四款，主要差異在于適用的溫度范圍；

      其中， TC 3000主要用于常溫測量，可滿足科研院?；蚱髽I(yè)的一般測試需求；TC 3100、TC 3200、TC 3300分別適用于中溫區(qū)（-30~100℃）、高溫區(qū)（室溫+10℃～200℃）、低溫區(qū)（-150~0℃）的導熱系數測量；

      如需要其他溫度環(huán)境，請的銷售工程師。

測量軟件

參考標準

      ASTM C1113 Test Method for Thermal Conductivity of Refractories by Hot Wire (Platinum Resistance Thermometer Technique)

      ASTM D5930 Standard Test Method for Thermal Conductivity of Plastics by Means of a Transient Line Source Technique

      GB/T 10297-1998 非金屬固體材料導熱系數的測定法標準

      GB/T 11205-2009 橡膠熱導率的測定_瞬態(tài)熱絲法
主要應用

 TC 3000廣泛應用于大中院校、科研院所、質檢部門和生產廠的材料分析檢驗檢測部門，適用于各種材料導熱系數的測量，例如：陶瓷、礦石、聚合物、膠泥、紙、織物、原油、粉末、食品等天然材料或復合材料等。更多更詳細的測量案例，請見固體導熱系數測量服務。

保溫材料

      保溫材料的應用非常廣泛，如建筑保溫材料、航空航天保溫材料、電力行業(yè)保溫材料等等。導熱系數是保溫材料zui重要的性能之一，是鑒別材料保溫性能好壞的主要標志。隨著當前我國經濟的飛速發(fā)展，新型保溫材料日新月異，對于測試的速度提出了更高的要求。

      TC 3000系列法導熱系數儀，在準確測量的同時，其幾秒鐘的采集速度，可以*的降低廠家的時間和人力成本，使得研究人員可以將更多的精力和時間放在尋找新型保溫材料本身，從而提高企業(yè)效益。

導熱材料

      隨著電子行業(yè)的發(fā)展，電路的集成程度越來越高，散熱問題日益嚴重，所以高效的導熱材料成為重要的研究課題之一。目前出現的導熱材料形態(tài)豐富、種類多樣，如導熱膠、熱傳導膠帶、導熱硅脂，導熱硅膠片等各種導熱導電材料或導熱絕緣材料，因此對于導熱系數測量的速度和兼容性提供了更高的要求。

      TC 3000系列探頭表面絕緣化處理，可以適用于導熱導電材料；同時TC 3000對樣品狀態(tài)的低要求，能夠滿足用戶用一臺儀器測量不同狀態(tài)導熱材料的需求，為用戶*的節(jié)省檢測成本。

相變材料

      導熱系數是研究相變材料的一個重要參數；因為可以同時適用于固體和液體導熱系數測量，TC 3000系列法導熱系數儀可以獲得相變材料從固相到液相的升溫過程和從液相到固相的降溫過程中，不同狀態(tài)時的導熱系數數據；如果配有能控制升溫速率和降溫速率的環(huán)境，采用軟件中的自動多次測量設置，可以獲得升降溫過程中連續(xù)的導熱系數隨溫度的變化曲線。

復合材料

      對于多層復合材料，法導熱系數儀器更有優(yōu)勢；由于每層材料的厚度會影響到整體的平均導熱系數，而實際生產中每個產品是會客觀存在差異的，所以必須是對做成的成品進行檢驗，以準確的反應該成品的導熱系數；法對被檢測樣品的要求很低，所以很適用于各種成品的現場檢測，而不需要特意制備樣品。

      由于探頭的高靈敏性和使用靈活性，可以在材料的不同位置、不同方向、不同端面上進行檢測，因此除測量材料的導熱系數外，TC 3000系列法導熱系數儀還有很多拓展應用。

材料的均勻性檢測

      可以檢驗出材料的均勻性，幫助企業(yè)改善工藝和生產方法，也可以幫助檢驗產品是否合格。比如，對于增加了添加劑的導熱膠，添加劑的均勻性會直接影響使用中電子器件的散熱效果；TC 3000系列不僅可以區(qū)分采用了不同添加劑后導熱膠的性能差異，而且能夠通過改變實驗條件，判別導熱膠在某個方向上的均勻性。

不規(guī)則成品的現場檢測

      對于形狀不規(guī)則的產品，比如風扇或汽輪機葉片，因為法探頭很小，只要保證在2厘米的接觸面上材料表面是平整的，就可以對成品的導熱系數進行測量。

材料的漏熱點檢測

      可以在被檢測材料的不同位置進行布點檢測，查找漏熱點。此外，TC 3000還可以在不需要打開容器的前提下檢測密閉容器中物質的屬性而幫助用戶作出判斷。

檢定方法

      到目前為止，在我國1996年頒布的《計量測試技術手冊》系列中的國家計量基準和副基準簡表中，均沒有關于導熱系數測量相關基準和傳遞標準的明確說明，但明確在四種量值傳遞方式（實物標準逐級傳遞、計量保證方案、發(fā)放標準物質、發(fā)播標準信號）中，理化分析領域可以使用發(fā)放標準物質（CRM）的方式進行量值傳遞，而這也是目前計量領域和科學研究領域的通用做法，即采用標準物質對某種特定的方法或者設備進行檢測，或者采用標準物質在范圍內的實驗室或相關機構進行測量比對，并將測試結果與標準物質的標準數據進行比較，以此確定被檢測的方法或者設備的測量準確度。

      目前相關組織機構*的固體導熱系數標準物質包括硼硅玻璃（Pyrex 7740,標準號：CRM039）、高溫陶瓷（SRM1415）、不銹鋼（304L，標準號：SRM1460/SRM 8420/SRM 8421）、石墨（標準號：SRM 8424-8426）等。為了檢驗儀器的準確度及可靠性，西安夏溪電子科技有限公司利用參考物質硼硅玻璃和不銹鋼對儀器進行了檢驗，并與上*的標準數據進行了比較。

檢定結果

      下表列出了利用TC 3100導熱系數儀獲得的硼硅玻璃和不銹鋼的導熱系數數據測試結果。表中Tr 為導熱系數對應的實驗溫度；標準值λcal根據文獻Thermal Conductivity of Reference Solid Materials（M. J. Assael, K. Gialou, K. Kakosimos, I. Metaxa. Int. J. Thermophys, 2004, 25(2):397-408）提供的硼硅玻璃和不銹鋼的導熱系數關系式求出；λexp為實驗結果，(λexp-λcal)/ λcal /%為實驗值與文獻值間的偏差?？梢钥闯觯琓C 3100法導熱系數儀對于標準樣品的測量準確度在 ± 1%之內。

表1 硼硅玻璃導熱系數測量數據

 表2 不銹鋼導熱系數測量數據

用戶檢測方法

      對送到用戶手中的每臺儀器，XIATECH都會在出廠前用標樣對其進行全溫度范圍內的檢測，并出具測試報告，用戶對儀器進行檢測時，可以依據出廠檢驗報告對儀器性能進樣驗證；

      此外，XIATECH自行開發(fā)的法導熱系數測試軟件中，同時提供了多種標樣的導熱系數參數數據（來源于美國NIST的REFRPOP 8.0 提供的數據或者公式），用戶可隨時用標樣對儀器進行測試，并與標準數據比較，以檢測儀器的性能。