Page 117 - 《橡塑技术与装备》2017年17期（9月橡胶版）

新技术与新产品 刘世杰 等·一种基于稳态热流法的导热系数测定仪器及方法

图 2 系统构成图
图 3 TP215 导热系数测试软件界面
和记录单元，用于对测试过程中的所有数据进行自动
采集、处理和记录。 测定次数 n=10，标准偏差 S= ∑（x-x) 2 =0.008 43 , 标准
n-1
s
3 试验数据 偏差系数 K= = 0.008 43 =4.43×10 。
-3
x
1.903 2
基于以上测试原理，我公司利用本仪器进行了 由以上计算可知，本仪器在试样导热系数测定方
大量相关测试，以 TP215 导热硅脂三种不同厚度的试 面的测试精度是非常高的。
样为例，试验条件为 ：热端温度 ： 70℃ ；冷端温度 ：
20℃ ；环境温度 ： 30℃ ；初始压力 ： 5 N。
4 结论
最终试验结果如表 1 所示。
本仪器基于 ASTM-D5470 稳态热流法测试原理
表 1 TP215 导热硅脂实测热阻抗值 制造，除适用于导热硅脂外，还适用于多孔纤维、聚
试样厚度 d/mm 0.996 1.710 3.525 合物基复合材料、高分子材料等导热系数的测定。其
2
热阻抗值 θ/((K . m ) . W ）6.46 10.79 19.84
-1
优点在于制样简单，操作方便，测试结果精确且重现
将实测三组数据导入测试软件中，得到试样的真
性好。缺点在于导热系数测试局限于纵向导热，测试
实导热系数 λ=1.912 W/(m . K)，如图 3 所示。
范围较窄，温度范围有限，测试对象偏向于高导热系
相同试验条件下，对 TP215 导热硅脂三种不同厚 数的黏性液体、黏弹性固体、微小形变的弹性固体。
度的试样进行了 10 次重复试验，结果如表 2 所示
相信这些问题在今后的发展和应用中必将被逐步改善。
表 2 TP215 导热硅脂 10 次试验结果
试验编号 导热系数 W/(m . K) 试验编号 导热系数 W/(m . K) 参考文献 ：
01 1.912 06 1.903 [1] 宫尚宝 . LFA 激光导热仪的测试原理与误差分析 . 安徽冶金，
02 1.907 07 1.895
03 1.898 08 1.910 2007,(3),27~28.
04 1.896 09 1.915 [2] ASTM-D5470 Standard Test Method for Thermal Transmissi
05 1.889 10 1.907 on Properties of Thermally Conductive Electrical Insulation
Materials.
试验精度计算 ：由表 2 求得算术平均值为 x=1.903 2，
An instrument and method for measuring the thermal conductivity
based on steady-state heat flow method

Liu Shijie, Wu Pengzhang, Wang Mengjiao, Dai Deying
(EWE Rubber Research Institute Co. LTD., Qingdao 266031, Shandong, China)
Abstract: The steady-state heat flow method is suitable to measure heat conduction capacity of rubber
materials. In this paper,, the working principle and system composition of the thermal conductivity measuring
instrument are introduced in detail based on ASTM-D5470, and a large number of test data are analyzed
statistically.
Key words: thermal conductivity; steady-state heat flow method; ASTM-D5470
(R-05)

年
2017 第 43 卷 ·47·