ybf-3导热系数测定仪讲义

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1、YBF-3型导热系数测试仪(实验讲义)YBF-3型导热系数测试仪使用说明一、概述导热系数(热导率)是反映材料导热性能的物理量，它不仅是评价材料的重要依据，而且是应用材料时的一个设计参数，在加热器、散热器、传热管道设计、房屋设计等工程实践中都要涉及这个参数。因为材料的热导率不仅随温度、压力变化，而且材料的杂质含量、结构变化都会明显影响热导率的数值，所以在科学实验和工程技术中对材料的热导率常用实验的方法测定。测量热导率的方法大体上可分为稳态法和动态法两类。本测试仪采用稳态法测量不同材料的导热系数，其设计思路清晰、简捷、实验方法具有典型性和实用性。测量物质的导热系数是热学实验中的一个重

2、要内容。本测试仪由加热器、数字电压表、计时秒表组成（采用一体化设计）二、主要技术指标1、电源：AC(220±10%)V，(50/60)Hz2、数字电压表：3位半显示，量程0~20mV，测量精度：0.1%+2个字3、数字计时秒表：计时范围：0～9999.9s；最小分辨率0.1S；精度：10-54、测量温度范围：室温~100℃5、加热电压：高端：AC36V低端：AC25V6、散热铜板：半径：65mm厚度：7mm质量：815g（以上的参数已在每一块铜板上标注）7、测试介质：硬铝、硅橡胶、胶木板、空气等8、连续工作时间：>8小时三、仪器的面板图上面板图10下面板图四、加热温度的设定：①．

3、按一下温控器面板上设定键（S），此时设定值（SV）显示屏一位数码管开始闪烁。②.根据实验所需温度的大小，再按设定键（S）左右移动到所需设定的位置，然后通过加数键（▲）、减数键（▼）来设定好所需的加热温度。③．设定好加热温度后，等待8秒钟后返回至正常显示状态。五、仪器的连接连线图从铜板上引出的热电偶其冷端接至冰点补偿器的信号输入端，经冰点补偿后由冰点补偿器的信号输出端接到导热系数测定仪的信号输入端。六、仪器维护与保养1、使用前将加热盘与散热盘面擦干净。样品两端面擦净，可涂上少量硅油。以保证接触良好。注意，样品不能连续做试验，特别是硅橡胶，必须降至室温半小时以上才能下一次试验。2、在

4、实验过程中，如若移开电热板，就先关闭电源。移开热圆筒时，手应拿住固定轴转动，以免烫伤手。3、数字电压表数字出现不稳定时先查热电偶及各个环节的接触是否良好。4、仪器使用时,应避免周围有强烈磁场源的地方。5、实验结束后，切断电源，保管好测量样品。不要使样品两端划伤，以至影响实验的精度。6、仪器长时间不使用时，请套上塑料袋，防止潮湿空气长期与仪器接触。房间内空气湿度应小于80%。7、仪器在搬运及放置时，应避免强烈振动和受到撞击。8、长期放置不用后再次使用时，请先加电预热30min后使用。10导热系数的测量导热系数(热导率)是反映材料热性能的物理量，导热是热交换三种（导热、对流和辐射）基

5、本形式之一，是工程热物理、材料科学、固体物理及能源、环保等各个研究领域的课题之一，要认识导热的本质和特征，需了解粒子物理而目前对导热机理的理解大多数来自固体物理的实验。材料的导热机理在很大程度上取决于它的微观结构，热量的传递依靠原子、分子围绕平衡位置的振动以及自由电子的迁移，在金属中电子流起支配作用，在绝缘体和大部分半导体中则以晶格振动起主导作用。因此，材料的导热系数不仅与构成材料的物质种类密切相关，而且与它的微观结构、温度、压力及杂质含量相联系。在科学实验和工程设计中所用材料的导热系数都需要用实验的方法测定。（粗略的估计，可从热学参数手册或教科书的数据和图表中查寻）1882年法

6、国科学家J•傅里叶奠定了热传导理论，目前各种测量导热系数的方法都是建立在傅里叶热传导定律基础之上，从测量方法来说，可分为两大类：稳态法和动态法，本实验采用的是稳态平板法测量材料的导热系数。【实验目的】1、了解热传导现象的物理过程2、学习用稳态平板法测量材料的导热系数3．学习用作图法求冷却速率4、掌握一种用热电转换方式进行温度测量的方法【实验仪器】1、YBF-3导热系数测试仪一台2、冰点补偿装置一台3、测试样品（硬铝、硅橡胶、胶木板）一组4、塞尺一把【实验原理】为了测定材料的导热系数，首先从热导率的定义和它的物理意义入手。热传导定律指出：如果热量是沿着Z方向传导，那么在Z轴上任一位

7、置Z0处取一个垂直截面积dS（如图1）以表示在Z处的温度梯度，以表示在该处的传热速率（单位时间内通过截面积dS的热量），那么传导定律可表示成：(S1-1)式中的负号表示热量从高温区向低温区传导（即热传导的方向与温度梯度的方向相反）。式中比例系数λ即为导热系数,可见热导率的物理意义：在温度梯度为一个单位的情况下，单位时间内垂直通过单位面积截面的热量。（图1）利用（S1-1）式测量材料的导热系数λ，需解决的关键问题两个：一个是在材料内造成一个温度梯度，并确定其数值；另一个是测量材料内