保温材料导热系数 理化性能测试

一般的保温材料都采用稳态保护热板法和稳态热流计法，标准分别是是GB/T10294和GB/T10295，其中保护热板法的测试温度可以达到600℃，热流计法可以达到1000℃。

如果保温材料材质比较均匀且各向同性，在测试温度不高的情况下，如小于200℃，可以采用瞬态平面热源法，这种方法非常适用于低温下保温材料导热系数测量。

这三种方法是目前业内用的多的方法，有广泛的可比性，也是质检的规定方法。其他方法如稳态热线法、瞬态热线法和瞬态热带法，甚至激光脉冲法，对于保温材料导热系数测试。

本文介绍的激光闪射法导热系数测定方法是通过直接测量材料的热扩散系数、比热容、密度来计算材料的导热系数。

1. 案例背景

接收到客户石墨纸测试样品，要求根据ASTM E1461-13测试标准完成测试。

2. 测试方法简述

A．测试程序：

1)试样的制备：由于耐火材料多为含颗粒原料的材料，具有明显的非均质性和方向性，试样的制备对测定结果影响很大，要严格控制试样的直径、厚度和两个端面的平行度。典型试样为直径为12．7mm或者25.4mm的圆形试样;

2)试样的处理：为了减少耐火材料对激光脉冲的反射，并增加试样表面对激光脉冲能量的吸收，测试前可以在待测试样的两面均匀喷涂石墨涂层。石墨涂层可以阻止激光射线和可观察波长段热辐射的穿透，在高温阶段能够抵抗激光脉冲的加热而不融化和蒸发，并且不与试样产生反应;

3)试样的安装与测定：试样经过上述步骤的处理后，即可放入仪器中进行测试。通过计算机控制系统，设定待测试样的试验条件，包括升温时间，试验温度和试验气氛等。达到设定温度，并且温度稳定后，选择手动或者自动方式开启激光发生器，仪器自动记录试样上表面温升随时间的变化曲线，整个测定过程结束。

激光闪射法

试验装置示意图

试验记录：

1) 测试温度； 

2) 热扩散系数；

3) 比热容；

4) 密度； 

5) 样品厚度。

样品编号测试方向测试温度（℃）导热系数（W/m•K）热扩散系数(mm^2/s)比热容(J/g/K)密度(g/cm^3)

0921001横向28.0177.88775.0280.8862.676

纵向28.02.8171.1880.8862.676

备注：导热系数=密度×比热容×热扩散系数；测试温度不同相关参数会有明显不同。