熱傳導-HD 材料的熱傳導係數探討(2)

新聞提供:科邁斯集團發表日:2012/10/31
關鍵字: 問題提問
  目的:比較相同的材料並不會因樣品的尺寸不同造成熱傳導的差異
  簡介:熱傳導係數是材料本身的特性,並不會因為材料的大小、厚薄、面積、形狀造成熱傳導係數的改變,但相反的熱阻值(ASTM D5470)卻會因為這些而有所改變,也因此當我們在比較一個材料的散熱優劣並不會去比較熱阻而會去比較熱傳導,由下列的公式中可以了解到,面積以及長度確實會影響到材料的熱阻值。 

    而這次我們要證明在相同的材料下,使用不同的厚度所測量的結果是否會有一致性,因此本次實驗我們取二組相同的樣品,分別為10mm、20mm的發泡材料,採用相同的測試條件去比較彼此之間的熱傳導差異。
  一、儀器介紹:Hot Disk是目前最新的熱傳導測試儀器,跳脫了以往對於樣品有許多限制的框架,不管是固體、粉體、液體各種型態都可以進行檢測,對於材料本身的不規則、薄型金屬材料(<2mm)、高分子薄膜(>10µm),甚至連不同方向的熱傳導都可進行測試;除此之外還有高效率的檢測技術以及計算分析軟體,將整體的檢測時間縮短至1~2分鐘,因此,本方法非常快捷,同時也相當準確。
Hot Disk  TPS1500
  二、儀器規格
熱傳導
0.005~500W/mK
熱擴散
0.1~100 mm2/s
比容
最大 5MJ/m3k
量測時間
1~1280 Second
再現性
<2%
準確性
< 5%
溫度範圍
 
標準
室溫
搭配高溫爐
室溫~750℃
搭配循環系統
-20~180℃
電源需求
可依需求調整
最小樣品尺寸
依照檢測模式不同以及樣品特性不同
Sensor種類
Kapton(低溫~180℃)
Mica(室溫~750℃)
標準方法
ISO 22007-2.2
  三、量測材料及種類
 A.樣品種類:發泡材料
  
 
 B.測量條件
Sensor
5465
Heat Power
0.008W
Measurement Time
10s
 C.測量結果
 
 
 
 
    透過上述的2次測試,10mm厚的三次平均K值為0.03487W/mK,20mm厚的三次平均K值為0.03527W/mK,使用同樣材質的樣品,但是厚度不同;我們可以發現彼此的K值差異在1%左右而已,所以這也證明即使是樣品的厚度不同,只要使用材料是相同的,那麼熱傳導值也會是相同的。
 
  四、結論
    在這次的研究中證明了,如果需要檢測的樣品過大或是過小導致無法直接檢測成品,我們依舊可以透過原材料的檢測來確定成品的熱傳導值是否有符合我們的預期,這對於樣品的檢測將會非常的方便,對於特殊形狀的材料也可使用這種方式進行檢測。
 
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