行业标杆仪器
Hot Disk TPS 2500 S 是 Hot Disk AB 产品系列中的旗舰仪器。这款通用型研发仪器专为精确分析热传导性能而设计，包括导热系数、热扩散系数和比热容。TPS 2500 S 可覆盖多种几何形状和尺寸的广泛材料范围，并符合 ISO 22007-2、ISO 22007-7 和 ASTM E3088-25 标准。
如今，TPS 标准化技术已在超过 1000 个实验室中使用，因其能够在一次测量中同时确定导热系数、热扩散系数和比热容，且对样品制备要求较低而广受好评。TPS 2500 S 操作简便，配合优化设计的 Hot Disk® 传感器，使其成为测试固体、液体、粉末、膏状物和泡沫的理想、可靠工具。其高精度也使其适用于 QC 测试。
通过选择软件模块，TPS 2500 S 可用于多种专业应用：从各向同性材料的基本测试（各向同性模块），到棒状样品（一维模块）、薄膜/涂层/胶层（薄膜模块）、高导热片材或板材（平板模块）、极轻和低导热材料（低密度/高绝热模块），以及各向异性或层状结构（各向异性模块）——涵盖电子、汽车、航空航天、核能和化工行业的重要应用。此外，TPS 2500 S 具有探测导热系数随样品深度变化的独特功能（结构探头模块），例如可用于判断样品是否均一。除上述应用外，TPS 2500 S 还可用于大块固体样品（相比传统方法如 DSC）的专用比热容测试，如复杂复合材料。
TPS 2500 S 系统使用的 Hot Disk 热常数分析软件包含自动测量工具以及外部设备的自动温度控制。它还包含将结果导出到第三方软件（MS Excel）的工具，用于额外处理或统计分析。如需精确自动读取环境温度，可选用 PT100 温度传感器。
TPS 2500 S 技术指标1
| 样品类型 | 块体、棒材、板坯、晶圆、片状材料、箔、薄膜、层压板、复合材料、矿物、电池、纺织品、颗粒、丸粒、珠粒、谷物、粉末、糊状物、奶油、凝胶、液体、泡沫和绝热材料。 |
|---|---|
| 评估 | |
| 各向异性 | 可行，可使用可选各向异性测量模块表征二维各向异性（单轴）材料。 |
| 一维 | 可行，可对复杂样品配置进行轴向估算。 |
| 样品尺寸 | |
| 最小 | 块体样品：0.5 mm 厚 × 2 mm 宽（圆形或方形）。 |
| 棒材样品：5 mm 长 × 2.5 mm 宽（圆形或方形）。 | |
| 平板样品：42 μm 厚 × 8 mm 宽（圆形或方形）。 | |
| 薄膜样品：10 μm 厚 × 22 mm 宽（圆形或方形）。 | |
| 最大 | 块体样品：无限大。 |
| 棒材样品：无限长 × 60 mm 宽（圆形或方形）。 | |
| 平板样品：20 mm 厚 × 无限宽（圆形或方形）。 | |
| 薄膜样品：500 μm 厚 × 无限宽（圆形或方形）。 | |
| 样品温度范围 | -253°C（20 K）至 1000°C。 |
| 系统主机 | 室温。 |
| 可选 TCU | 低温系统：-195°C（78 K）至室温。 |
| 高低温箱：-60°C 至 300°C。 | |
| 循环浴：-40°C 至 200°C。 | |
| 烘箱：室温至 600°C。 | |
| 马弗炉：室温至 800°C。 | |
| 管式炉：室温至 1000°C（建议 >400°C 时保持真空，>800°C 时使用惰性气体）。 | |
| 测试时间2 | 1 至 2560 秒（取决于样品材质和传感器尺寸）。 |
| 测试范围 | |
| 导热系数 | 块体样品：0.005 至 500 W/m/K。 |
| 棒材样品：1 至 1800 W/m/K。 | |
| 平板样品：5 至 1500 W/m/K。 | |
| 薄膜样品：0.01 至 5 W/m/K。 | |
| 热扩散系数 | 块体样品：0.01 至 400 mm²/s。 |
| 棒材样品：1 至 1400 mm²/s。 | |
| 平板样品：5 至 1000 mm²/s。 | |
| 薄膜样品：0.02 至 2 mm²/s。 | |
| 蓄热系数 | 20 至 55000 W√s/m²/K。 |
| 比热容 | 最高 5 MJ/m³/K。 |
| 测量精度 | |
| 导热系数 | 优于 5%。 |
| 热扩散系数 | 优于 10%。 |
| 测试重现性3 | |
| 导热系数 | 通常优于 2%。 |
| 热扩散系数 | 通常优于 5%。 |
| 测试重复性4 | |
| 导热系数 | 通常 0.055%（不锈钢块体样品，Kapton 覆膜 Hot Disk® 5501 传感器，22°C 样品温度）。 |
| 热扩散系数 | 通常 0.22%（不锈钢块体样品，Kapton 覆膜 Hot Disk® 5501 传感器，22°C 样品温度）。 |
| 测试灵敏度5 | |
| 温度 | 通常 17 μK（不锈钢样品，Kapton 覆膜 Hot Disk® 5501 传感器，22°C 样品温度）。 |
| 符合 ISO 22007-2 标准 | 是。 |
|---|---|
| 符合 ISO 22007-7 标准 | 是。 |
| 符合 ASTM E3088-25 标准 | 是。 |
| 测量模块 | |
| 标准配置 | 各向同性、单面测试、一维、结构探头、自动化。 |
| 可选配置 | 各向异性、平板、薄膜、低密度/高绝热、比热容。 |
| 传感器型号 | |
| Hot Disk® 传感器 — Kapton 覆膜 | 所有型号。 |
| Hot Disk® 传感器 — Teflon 覆膜 | 所有型号。 |
| Hot Disk® 传感器 — 云母覆膜 | 所有型号。 |
| Hot Strip® 传感器 — Kapton 覆膜 | 所有型号。 |
| Hot Cell® 传感器 — 尺寸 <250 mm | 所有型号。 |
| Hot Cell® 传感器 — 尺寸 >250 mm | 请咨询。 |
| 仪器环境 | |
| 操作 | 15°C 至 30°C |
| 存放 | -20°C 至 45°C |
| 仪器供电 | |
| 供电电压 | 100–240 VAC，50–60 Hz。 |
| 功耗 | 通常 45 W，最大 255 W。 |
| 仪器预热 | 2 小时达到额定测量性能。 |
| 仪器输入输出 | |
| 后面板 | USB B 型连接器（母头）用于连接。 |
| RS232 接口（公头）用于连接 TCU 设备。 | |
| 前面板 | LEMO 8 针连接器（母头）用于 Hot Disk®、Hot Strip® 或 Hot Cell® 传感器。 |
| LEMO 4 针连接器（母头）用于可选 PT100 温度传感器。 | |
| 仪器尺寸 | 325 mm 高 × 455 mm 宽 × 490 mm 深。 |
| 仪器重量 | 25 kg。 |
| CE 认证 | 是。 |
- Hot Disk AB 保留在不事先通知的情况下进行修改的权利，无论是由于印刷错误、硬件改进还是扩展的软件功能。
- 瞬态温度读取时间。测试前需额外温度稳定时间，取决于样品材料和 TCU（如有）。
- 比较不同仪器设置间进行的测量结果。
- 同一仪器设置连续测量间的差异，取决于样品材料、传感器型号和样品温度。
- 拟合 ∆T(τ) 函数的标准偏差，取决于样品材料、传感器型号、样品温度，可能差异较大。
TPS 2500 S 测试结果展示
| 样品信息 | |
|---|---|
| 材料 | 不锈钢，AISI 316/316L。 |
| 类型 | 块体。 |
| 温度 | 23°C。 |
| 测量参数 | |
| 测量模块 | 各向同性。 |
| 传感器型号 | Kapton 覆膜 Hot Disk® 5501 传感器（半径 6.4 mm）。 |
| 测量时间 | 10 s。 |
| 加热功率 | 800 mW。 |
| 测量结果 | |
| 数据点 | 13–200。 |
| 导热系数 | 13.69 W/m/K。 |
| 热扩散系数 | 3.705 mm²/s。 |
| 比热容 | 3.695 MJ/m³/K。 |
| 探测深度 | 12.2 mm。 |
| 温升 | 0.5089 K。 |
| 拟合 ∆T(τ) 的标准偏差 | 13 μK。 |
TPS 2500 S 仪器配置
标准配置：
- 5 个测量模块：各向同性、单面测试、一维、结构探头、自动化。
- 1 个 Kapton 覆膜 Hot Disk® 或 Hot Strip® 传感器：型号自选，带电缆。
常规全配置：
- 9 个测量模块：各向同性、各向异性、单面测试、平板、薄膜、一维、比热容、结构探头、自动化。
- 10 个 Kapton 覆膜 Hot Disk® 或 Hot Strip® 传感器：型号自选，带电缆。
扩展全配置：
- 10 个测量模块：各向同性、各向异性、单面测试、平板、薄膜、低密度/高绝热、一维、比热容、结构探头、自动化。
- 10 个 Kapton 覆膜 Hot Disk® 或 Hot Strip® 传感器：型号自选，带电缆。
总是包含：
- Hot Disk® 桌面应用程序（最新版）
- 1 对不锈钢验证块体样品
- 1 对单面测试绝热背景
- 1 个室温样品支架（带防护罩）
- 使用说明书
- 仪器出厂测试报告
- 电源线和 USB 数据线
