什么是标准?
根据国际标准化组织(ISO)的定义,标准可以被视为“描述最佳做事方法的公式。它可能涉及制造产品、管理过程、提供服务或供应材料——标准涵盖了广泛的各类活动。标准是来自各个领域的专家们的智慧结晶,这些专家了解他们所代表的组织的需求——例如制造商、卖家、买家、客户、行业协会、用户或监管机构。 1
在我们的科学领域,一个测量方法的ISO标准认证是质量和可靠性的关键指标,特别是测量导热系数随时间变化的可追溯性和稳定性。在开发用于各种精细产品的材料时,采用公认的国际标准是一种防止错误和事故的安全保障。一个例子是建筑材料。建筑工程师通常会寻求关于他们计划使用的建筑材料的导热性能的准确数据。如果通过公认的标准的测量来寻求相关数据,工程师们可以确信所获得的数据是可靠的。他们可以轻松评估并比较通过相同ISO认证方法测试的材料,从而做出明智的选择。
ISO 22007-2
ISO标准22007-2的制定
1995年,Hot Disk AB向市场推出了独特的仪器和传感器,可以同时直接测试两种热传导特性,即导热系数和热扩散系数,这是基于公司内部开发的Hot Disk®方法。材料的导热系数是衡量其传导热量的能力,而材料的热扩散系数则是衡量其内部传热速率。使用我们的仪器和传感器测试导热系数和热扩散系数的简单性、多功能性和准确性迅速使Hot Disk®方法在国际上得到广泛认可。在我们推出Hot Disk®仪器和Hot Disk®传感器仅几年后,我们受到科学和工业界的敦促,要求申请ISO标准。
ISO标准之所以在全球范围内如此受欢迎且备受追捧,是因为它们的制定过程非常严谨。在我们的案例中,当我们于2001年提出我们内部开发的Hot Disk®方法(也称为瞬态平面源TPS方法)以成为ISO标准22007-2时,我们进入了一个漫长且严格的测试和验证过程。经过广泛的审查,ISO于2008年底批准了标准的第一版。在多年来的这一阶段,工作小组内进行了大量的工作。该小组由来自多个对热传导特性感兴趣的国家的代表组成。但要被接受为新的工作项目提案(这是标准制定初期正式的名称),该方法在开始时就必须显示出广泛的国际接受度,这需要在工业界和研究机构中得到认可。成员国必须投票确认有制定该标准的需求。然后,大约五个国家必须各自提名一位专家参与相关的工作小组。

真正的工作从这些正式措施开始。首先,制定一个草案标准,然后在几个步骤和迭代中进行讨论和完善。从开始到最终批准,会举行多次投票。所有成员国——不仅仅是指定的专家——都被鼓励提出意见。最终,在解决了大量查询和测试后,标准被批准。随后,它被编号并发布给所有相关方,通过ISO网站及其标准目录以合理的费用提供。在流通五年后,标准进入评估和修订阶段,以适应澄清和改进。ISO 22007-2标准的第一次修订于2013年启动,经过一些小的修改后,于2015年再次通过投票批准。2021年,ISO 22007-2标准的第二次修订启动,并于2022年获得批准,反映了标准的持久性和适用性。

确定材料热传导特性的工作组于2001年由一些资深ISO成员发起,他们感到行业内需要适当的标准。工作组考虑了四种不同的技术,每种技术都已经被使用并确立了一段时间。这些技术包括:防护热板法,主要关注具有非常低导热系数的绝热材料; 激光闪光法,能够迅速测量相对较小样品在高温下的热扩散系数; 温度波法,适用于测量薄材料如箔和薄板的热扩散系数; Hot Disk®(TPS)法。 Hot Disk®(TPS)法在覆盖广泛的导热系数范围方面被证明是独特的,从低导热绝热材料,到塑料和陶瓷,再到高导热晶体和金属。它还可以同时测量热扩散系数和导热系数。最后,Hot Disk®(TPS)方法是绝对的,这意味着它不需要重复校准即可提供准确的热性能数据。这种固有的简单性使得ISO标准22007-2得到了广泛的热情接受,该标准描述了Hot Disk®(TPS)方法。
ISO 22007-2的详细信息来自www.iso.org
ID编号: | ISO 22007-2:2022 |
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标题: | 塑料—导热系数和热扩散系数的测定 — 第2部分:瞬态平面热源(hot disc)方法 |
摘要: | 本文件规定了一种测定塑料单位体积的导热系数和热扩散系数,从而确定其比热容的方法。实验装置的设计可以匹配不同的试样尺寸。测量可以在气体和真空环境中进行,温度范围和压力范围广泛。
本方法为均匀且各向同性材料以及具有单轴结构的各向异性材料提供了测试指南。材料的均匀性贯穿整个试样,在由探测深度定义的范围(见3.1)内不存在热障(除探针附近的热障外)。 该方法适用于导热系数λ在大约范围0.010 W•m-1•K-1 < λ < 500 W•m-1•K-1,热扩散系数α在范围5×10-8 m2•s-1 < α < 10-4 m2•s-1,以及温度T在大约范围50 K < T < 1000 K的材料。 注 1:单位体积的比热容C,C = ρ•cp,其中ρ是密度,cp是单位质量的比热容且在常压下,可以通过将导热系数λ除以热扩散系数α得到,即C = λ/α,并且大约在0.005 MJ•m-3•K-1 注 2:如果目的是确定非均匀产品(例如制造面板)或非均匀材料板在厚度方向上的热阻或表观导热系数,请参考ISO 8301、ISO 8302和ISO 472。液体的热传导特性也可以确定,前提是采取适当的措施以尽量减少热对流。 |
出发布日期: | 2022-06 |
版本: | 3 |
页数: | 20 |
技术委员会: | ISO/TC 61/SC 5 物理化学性质 |
ICS: | 83.080.01 一般塑料 |
购买链接: | https://www.iso.org/standard/81836.html |
我们的科学论文是ISO 22007-2的基础
材料属性:
SE Gustafsson,“瞬态平面源技术用于固体材料的热导率和热扩散率测量”,Rev. Sci. Instrum. 62,第 797-804 页(1991 年)。
各向异性材料:
M. Gustavsson等人,“关于使用瞬态平面源传感器研究具有方向相关特性的材料”,热导率 26,第 367-377 页(2001 年)。
薄板试样:
M. Gustavsson等人,“利用Hot Disk传感器瞬态测量薄样品的热导率、热扩散率和比热”,Rev. Sci. Instrum. 65,第 3856-3859 页(1994 年)。
薄膜:
JS Gustavsson等人,“关于使用Hot Disk热常数分析仪测量电绝缘材料薄样品的热导率”《热导率》24,第 116-122 页(1997 年)。
低热导率试样:
MK Gustavsson等人,“论自加热热传感器的功率变化”,热导率 27,第 338-346 页(2005 年)。
ISO 22007-7
ISO标准22007-7的制定
与导热系数和热扩散系数一起,还有一个较少为人所知但重要的热传导特性,称为蓄热系数。材料的蓄热系数是一种衡量其与环境交换热能能力的指标。它用于表征通过薄表面区域的热流。如果已知薄材料的导热系数和热扩散系数,则可以通过导热系数和热扩散系数的平方根的比值来计算蓄热系数。Hot Disk®方法(ISO 22007-2),可以同时测试导热系数和热扩散系数,因此可用于间接获得蓄热系数。然而,根据ISO 22007-2,在测试薄、低密度和低导热材料(如纺织品)时,难以实现导热系数和热扩散系数的高精度。
为了更准确和方便地测试此类薄、低密度和低导热材料的热传导特性,Hot Disk AB开发了一种新技术来直接测试蓄热系数。该方法依赖于已建立的Hot Disk®方法,同时采用了一些不同的测量参数和计算程序。这意味着相同的硬件(Hot Disk®仪器和Hot Disk®传感器)也可以轻松用于蓄热系数测试。新的测量参数包括使用非常短的测量时间和较大的直径Hot Disk®传感器。
对精确蓄热系数测量的需求直到最近一直有限,但在2018年和2019年,来自纺织、塑料片和薄膜生产商的要求——由于缺乏可信赖的替代方案——开始找到我们。在ISO工作组(TC 61,SC 5,WG 8)就可能的方法和建议进行了一些讨论后,Hot Disk AB主动提出基于我们上述的直接蓄热系数测试方法撰写草稿。一份工作草稿随后在2020年秋季在工作组内传阅,最终于2021年7月达到CD投票阶段。收到了一些主要是编辑方面的意见后,仅一年后,一个经过适度修订的版本被安排在2022年底进行DIS投票。这份新草稿也顺利通过,没有重大意见,到2023年初,最终FDIS已经发布。在随后的截止日期后,蓄热系数标准22007-7被接受和发布。这可能是ISO组织审核和认可的最快的标准项目!从2020年末的第一份草稿到2023年中期的最终发布,整个过程仅用了两年半的时间。在此期间,我们还经历了新冠疫情,导致几次定期会议被取消。所有沟通均通过Zoom和电子邮件交流进行,这并没有减慢过程。我们的Hot Disk科学家团队非常坚定和目标明确,通过这一全过程,并在高效过程中作为共同开发者提供了宝贵的预期反馈。
ISO 22007-7 详细信息来自www.iso.org
ID编号: | ISO 22007-7:2023 |
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标题: | 塑料-导热系数和热扩散系数的测定-第7部分:使用瞬态平面热源法测量蓄热系数 |
摘要: | 本文件规定了测定蓄热系数的方法。本文件适用于蓄热系数在约40 W•s1/2•m-2•K-1 |
出版日期: | 2023-04 |
版本: | 1 |
页数: | 16 |
技术委员会: | ISO/TC 61/SC 5 物理化学特性 |
ICS: | 83.080.01 塑料综合 |
购买链接: | https://www.iso.org/standard/81222.html |
我们的科学论文是ISO 22007-7的基础
蓄热系数:
M. Gustavsson 等人,“使用微型热带探针测量绝缘液体的热扩散率”。Rev. Sci. Instrum. 74,第 4542-4548 页(2003 年)。