方向依赖性样品测试
各向异性模块具备独特能力,可借助 Hot Disk® 传感器测定单轴材料沿主轴方向及垂直于主轴方向(分别称为面内与面外方向)的不同热传输特性。该模块亦已升级,可借助 Hot Strip® 传感器测试双轴材料的热传输特性(其导热系数、热扩散系数和蓄热系数均为三维张量)。该模块同时支持单面与双面样品测试——前者便于快速 QC 检测,后者可获得更高测量精度。
测定热传输特性的二维或三维各向异性行为对诸多应用至关重要。在涉及加热或冷却的场景中——如电池、电子器件和建筑材料——明确这一特性尤为关键。各向异性热传输特性测量在 3D 打印、碳纤维,以及机器人、汽车与航空航天工业中使用的石墨层压板等领域也备受关注。
各向异性模块以样品已知比热容为前提。若该数值无法从科技文献等渠道查得,或无法通过类似材料的既往测试获知,则可通过我们专用的 Hot Disk® 仪器附加模块——比热模块——便捷、准确地完成测定。
对于二维各向异性样品,Hot Disk® 传感器垂直于样品主轴放置。一次瞬态温度读数即可得到被测样品体积内面内与面外导热系数的几何平均值,以及面内热扩散系数。以样品比热容为输入参数,可进一步提取面内与面外的导热系数和热扩散系数。
对于三维各向异性样品,Hot Strip® 传感器沿样品两个不同正交轴方向放置,并分别进行两次瞬态温度读数。以样品比热容为输入参数,可提取沿三个正交轴方向的导热系数与热扩散系数。需注意,使用 Hot Strip® 传感器时,样品需按传感器长度进行切割以匹配几何尺寸。
我们于 2000 年发明并申请了二维各向异性测量技术的专利1,相关理论基础详见我们于 2001 年发表在 Thermal Conductivity 上的论文2。采用 Hot Disk® 传感器的二维各向异性测试技术符合 ISO 22007-2 标准 与 ASTM E3088-25 标准。Hot Disk AB 参与了上述标准的制定工作。
导热系数范围:
| 仪器型号 | 范围 |
|---|---|
| TPS 3500、TPS 2500 S | 0.005 至 1500 W/m/K |
| TPS 2200、TPS 1000 | 0.01 至 500 W/m/K |
| TPS 1500 | 0.01 至 50 W/m/K |