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- 技術原理 -
25.Nov.2011

熱傳導-TC 材料的熱傳導係數探討(1)-Mg Alloy 鎂合金

文章-橫幅

材料的熱傳導係數探討(1)
目的:比較相同材料用不同測量條件的差異
 
簡介:以往常會誤解當材料越大越後是否熱傳導會越好or熱擴散會越好,對一個基本的材料而言,樣品的大小、形狀、厚薄並不會影響熱傳導值的高低,但熱擴散的效率的好與壞卻是跟接觸面的面積、環境的熱對流…等等有直接的關係,當樣品的大小、形狀、厚薄不同的話就必須要用不同的測量條件去檢測,如果樣品的大小、形狀、厚薄相同的話用不同的測量條件得到的結果也會是相同的;因此我們做了一個實驗,用相同的材料在不同的測量條件下去檢測,去比較之間的差異。
 
 
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、金屬薄型材料(<2mm)、高分子膜(>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。
   
 
    111125_1
111125_2
            
  
 




二、儀器規格:
Thermal Conductivity
0.005 ~ 500 W/mK
Thermal Diffusivity
0.1 ~ 100 mm²/s
Specific Heat Capacity
Up to 5 MJ/m³k
Measurement Time
1 ~ 1280 Second
Reproducibility
Typically better than 1%
Accuracy
Better than 5%
Temperature Range
Standard
RT
With Furnace
RT ~ 750℃
With Circulator
-20 ~ 180℃
Power Requirements
Adjusted to the line voltage in the country of use
Smallest sample Dimensions
0.5mm High,2mm Diameter
(Cylindrical sample)
Sensor types Available
Kapton insulated with or without cable(from cryogenic temperatures up to 180℃)
Mica insulated without cable
(Room Temp. up to 750℃)
Meets ISO Standard (ISO/DIS 22007-2.2)
 
三、量測材料及數據:
A、樣品種類:Mg合金
 
111125_3
 
B、測量條件:
                                      
Sensor
4922
Heat Power
2W
Measurement Time
2s
 
Sensor
5501
Heat Power
1.5W
Measurement Time
1s
 

 






 

C、測量結果:

                                4922                                                                       5501
     111125_4111125_5
上圖就是使用不一樣的Sensor來檢測相同的材料,所檢測出來的結果,由這2張檢測的結果圖可以看出以下幾點:
1. Hot Disk的檢測方式再現性很好,所以偏差值很低
2. 另外在Sensor的選擇上基本上只要對於樣品來說不要太小都可以檢測,所以不會限制太多
3. 相同的材料用不同的量測條件依然會得到相同的數據
 
 
 
四、結論
經過我們的實驗後,驗證了當初的理論,只要材料的材質沒有改變,不管量測的條件如何都可以檢測出相同的數據,因此我們不管是使用4922 或 5501只要條件能夠符合量測所得到的結果都會是相同的,後續我們還在做更多的測量,例如:改變樣品的大小、高度…等等,去驗證熱傳導係數的值是材料本質不會改變。
 
 
 
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