DB32∕T 3596-2019 石墨烯材料热扩散系数及导热系数的测定闪光法.pdf

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1、ICS65.020.40B61DB32江苏省地方标准DB32/T3596—2019石墨烯材料热扩散系数及导热系数的测定闪光法GraphenematerialsDeterminationofthermaldiffusivityandthermalconductivityFlashmethod2019-04-08发布2019-04-30实施江苏省市场监督管理局发布DB32/T3596—2019前言本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由江苏省特种设备安全监督检验研究院（国家石墨烯产品质量监督检验中心（江苏））提出。本标准由江苏省石墨烯检测技术标准

2、化技术委员会归口。本标准起草单位：江苏省特种设备安全监督检验研究院（国家石墨烯产品质量监督检验中心（江苏））、泰州巨纳新能源有限公司、无锡智润检测科技发展有限公司、无锡市质量和标准化研究中心、耐驰科学仪器（商贸）有限公司、河海大学、无锡市惠诚石墨烯技术应用有限公司、无锡杰纳森科技有限公司、无锡朴道园农业科技有限公司。本标准起草人：王勤生、金玲、刘峥、区炳显、梁铮、李佳、周延、黄华杰、屈晓兰、丁荣、秦继恩、梁如江。IDB32/T3596—2019石墨烯材料热扩散系数及导热系数的测定闪光法1范围本标准规定了闪光法测定石墨烯材料热扩散系数的方法及导热系数的计算方法。

3、-72-32本标准适用于测试温度在20℃～400℃范围内、热扩散系数在10m/s～10m/s范围内，石墨烯材料及其复合材料薄膜的热扩散系数的测试和导热系数的计算。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T19466.4－2016塑料差示扫描量热法(DSC)第4部分：比热容的测定GB/T22588－2008闪光法测量热扩散系数或导热系数GB/T24586－2009铁矿石表观密度、真密度和孔隙率的测定3术语、定义和符号3.1热

4、扩散系数thermaldiffusivity2表征物体被加热或冷却时，物体内部各部分温度趋于均匀一致的能力。单位为平方米每秒（m/s）。3.2导热系数thermalconductivity单位时间内在单位温度梯度下沿热流方向通过材料单位面积传递的热量。单位为瓦每米开尔文[W/(mK)]。3.3本标准采用的相关符号及其单位L——试样的厚度，单位为米（m）；t1/2——半升温时间，即背面温度升高至最大值一半的时间，单位为秒（s）；Cp——比热容，单位为焦每千克开尔文[J/（kgK）]；3ρ——密度，单位为千克每立方米（kg/m）；2α——热扩散系数，单位为平方

5、米每秒（m/s）；λ——导热系数，单位为瓦每米开尔文[W/(mK)]；t——响应时间，单位为秒（s）；T——温度，单位为开尔文（K）；β——达到最高强度所需的脉冲持续时间分数；K1,K2——基于β的常数；1DB32/T3596—2019△t5——T(5t1/2)/T(t1/2)△t10——T(10t1/2)/T(t1/2)△Tmax——最高温度与基线的差值，单位为开尔文（K）；——脉冲持续时间；x——上升百分比；R——比率。4测量原理4.1热扩散系数在绝热状态和一定温度下，激光源在瞬间发射一束脉冲，均匀照射在试样的下表面，使其表层吸收能量后温度瞬时升高。此

6、表面作为热端将能量以一维热传导方式向冷端（上表面）传播。用红外检测器连续测量试样上表面中心部位的相应升温过程，得到温度T随时间t的变化关系及试样上表面温度升高到最大值TM的一半时所需要的时间t1/2（半升温时间），根据Fourier传热方程计算材料的热扩散系数，见式（1）。20.13879L/t..................................(1)1/24.2导热系数根据热扩散系数、密度及比热容可按式（2）计算试样的导热系数λ。C....................................(2)p5仪器5.1激光

7、闪光热扩散系数测试仪：主要由激光发射光源、试样加热装置、数据采集记录装置和信号探测器组成。5.2闪光源：激光脉冲、闪光灯或者其他能形成短周期高能量脉冲的装置。能量脉冲周期应小于t1/2的2%。5.3环境控制设备：非温室条件下的测试，需配置环境控制设备，使试样温度达到所要求的温度。温度控制精度为0.1℃。5.4检测器：对微小温度变化能够提供线性电信号输出的器件，且能够探测到试样初始温度0.05℃以上的改变。测温元件应与样品支架紧密接触或固定在样品支架上。测温元件不应与试样接触，更不允许嵌入到试样中。5.5信号处理装置：包括读取试样温度与环境温度之差的电子回路、脉

8、冲峰过滤器、扩大器和模拟-数字变换器。