TC090005 Hot Disk量测粉末样品热传导系数注意事项

Hot Disk量测粉末样品热传导系数注意事项
粉末的样品在测试时必须注意一些参数，因为样品本身的特性非常容易受外界影响而改变特性。Ex:压力、颗粒大小、真空度。
因为压力会影响packing density(堆积密度)，进而影响颗粒间空气的比例，就好像水溶液中，添加物的比例改变一样，当空气比例变少，热传导就会升高，就好像低热传导水溶液添加相对高热传的粉末一样，无机添加物增加，水溶液相对变少，则热传会增加一样。
如果将粉末抽真空则空气不见了，当真空度越高时则热在粉末中的热传递仅剩下固体颗粒的接触产生的热传，当然packing density决定热传导系数，因为颗粒接触面积越大则热所有的途径越多、越快。
如果粉末的颗粒大小改变，其实类似压缩粉末中颗粒的接触面积，此时颗粒大小与热传并非呈现一直线的线性关系，而有最适当颗粒大小，可以达到最高热传导系数。
所以压力、颗粒大小及真空度是会改变受测样品的热传导及热扩散，差异并非来自测试的方法差异, 而且与测试的仪器无关。而一般无机粉末当细微至一个粒径就无法改变热传导，所以当无机粉末烧结时就是用另一种方法改变颗粒间的接触面积，而烧结的温度及压力亦会影响成品的热传导系数，所以就算是同一种材料，烧结方式不同亦会有不同热传导系数。

Thermal conductivity of 24 μm glass fibers at room temperature :

Thermal conductivity of graphitic BN at room temperature:

结论:
由此数据归纳看来，原材料glass fibers的热传导系数约为0.03-0.05 W/mK，由於粉末状包含大量空气的情况下，因而造成有孔隙的存在，有孔隙存在就会有接触热阻的发生，由於粉末状材料的结构、密度、多孔性，都是影响其热传导之重要因素。与烧结成块或利用原子接触传递相比，热传较低;实验条件来看不同的密度下所造成的数据因各量测点的温差变异，所以相对误差也不同。
即便是类似於粉片状的BN也是一样的结果。所以如果要测试粉末在不同的压力时，颗粒大小及真空度都会得到一个热传导系数，数字都会不同，这都是正确的，因为材料本身性质改变了，同时也改变热传导系数。