金属|合金材料热导率检测

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闪光法测定金属合金材料的热导率

ASTM E1461-13(2022)《Standard Test Method for Thermal Diffusivity by the Flash Method》，用于检验金属合金材料的热导率的标准试验方法——闪光法。热导率是反映材料传热性能的重要参数，对于金属合金材料的设计、加工和应用具有重要意义。闪光法具有试样准备简单、测试时间短、适用温度范围广等优点，是目前国际上广泛采用的一种热导率测试方法。

可根据客户的需求，在不同温度点测量材料的热导率。

闪光法的原理和步骤

闪光法的原理是：将一束短脉冲的能量（如激光或电弧）均匀地照射在试样的一面，使其表面温度突然升高，然后用红外探测器或热电偶等测量试样另一面的温度变化曲线。根据温度变化曲线和试样的几何尺寸、比热容和密度等参数，可以计算出试样的热导率。

闪光法的步骤如下：

1. 准备一个形状为圆盘或方片、厚度为0.5~10 mm、直径或边长为5~25 mm、表面平整光滑、质量均匀各向同性、不透明且不反射能量脉冲的试样。

2. 将试样放置在真空或惰性气体环境中，调节试样到所需的初始温度（约75~2800 K）。

3. 将能量脉冲均匀地照射在试样的一面，记录试样另一面的温度变化曲线。

4. 根据温度变化曲线和试样的参数，采用适当的数学模型和算法，计算出试样的热导率。

   
   

闪光法的优势和应用

闪光法作为一种非稳态传热测试方法，具有以下优势：

• 试样准备简单，只需切割和抛光。

• 测试时间短，一般只需几秒钟。

• 适用温度范围广，可测量从室温到高温（甚至超过熔点）的材料。

• 不需要接触式测温装置，避免了对试样和测量结果的影响。

• 可测量多种类型的金属合金材料，包括高硬度、高强度、高熔点、高导热性等特性的材料。

闪光法已经被广泛应用于金属合金材料的检验和研究，例如：

• 评价金属合金材料的传热性能和热稳定性，为材料的设计、加工和应用提供依据。

• 研究金属合金材料的相变、微观结构和缺陷对热导率的影响，揭示材料的内在机理。

• 检测金属合金材料的均匀性、各向同性和纯度，评估材料的质量和可靠性。