GB/T 22588-2008閃光法測(cè)量熱擴(kuò)散系數(shù)或?qū)嵯禂?shù)

犐犆犛８１．０８０

犙４０

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

犌犅／犜２２５８８—２００８

閃光法測(cè)量熱擴(kuò)散系數(shù)或?qū)嵯禂?shù)

犇犲狋犲狉犿犻狀犪狋犻狅狀狅犳狋犺犲狉犿犪犾犱犻犳犳狌狊犻狏犻狋狔

狅狉狋犺犲狉犿犪犾犮狅狀犱狌犮狋犻狏犻狋狔犫狔狋犺犲犳犾犪狊犺犿犲狋犺狅犱

２００８１２１５發(fā)布２００９１００１實(shí)施

中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局

發(fā)布

中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)

書(shū)

犌犅／犜２２５８８—２００８

前言

本標(biāo)準(zhǔn)等同采用ＡＳＴＭＥ１４６１—２００１《閃光法測(cè)定熱擴(kuò)散系數(shù)試驗(yàn)方法》（英文），其中作了一些編

輯性修改。本標(biāo)準(zhǔn)與ＡＳＴＭＥ１４６１—２００１的主要差異如下：

———引用標(biāo)準(zhǔn)將ＡＳＴＭ熱電偶標(biāo)準(zhǔn)更換為與之相對(duì)應(yīng)的我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；

———為方便使用者，增加了“引言”，以提示比熱容的測(cè)量、導(dǎo)熱系數(shù)的計(jì)算方法；

———?jiǎng)h去了原標(biāo)準(zhǔn)“１．８本標(biāo)準(zhǔn)采用國(guó)際單位制的聲明和第１４章的關(guān)鍵詞”；

———按照ＧＢ／Ｔ１．１—２０００的規(guī)定，對(duì)附錄編號(hào)和附錄的章、條編號(hào)作了重新編排，對(duì)應(yīng)關(guān)系未作

任何改動(dòng)；

———?jiǎng)h去了原標(biāo)準(zhǔn)的參考資料和文獻(xiàn)目錄。

本標(biāo)準(zhǔn)的附錄Ａ、附錄Ｂ、附錄Ｃ、附錄Ｄ和附錄Ｅ均為資料性附錄。

本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)耐火材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)提出并歸口。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：武漢科技大學(xué)。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：葛山、尹玉成、趙惠忠、劉志強(qiáng)。

Ⅰ

書(shū)

犌犅／犜２２５８８—２００８

引言

閃光法測(cè)定熱擴(kuò)散系數(shù)試驗(yàn)方法由于其測(cè)定范圍廣、溫度高、速度快、測(cè)定過(guò)程可以在氧化氣氛、惰

性氣體或真空環(huán)境下進(jìn)行，目前得到廣泛的應(yīng)用。

已知材料的熱擴(kuò)散系數(shù)、比熱容及體積密度，可由下列公式求出材料的導(dǎo)熱系數(shù)：

λ＝α·犮狆·ρ

式中：

λ———導(dǎo)熱系數(shù)，單位為瓦每米開(kāi)爾文［Ｗ／（ｍ·Ｋ）］；

α———熱擴(kuò)散系數(shù)，單位為平方米每秒（ｍ２／ｓ）；

犮狆———比熱容，單位為焦每千克開(kāi)爾文［Ｊ／（ｋｇ·Ｋ）］；

３

ρ———體積密度，單位為千克每立方米（ｋｇ／ｍ）。

式中材料的熱擴(kuò)散系數(shù)由本試驗(yàn)方法測(cè)得。

式中各種材料的體積密度按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定。

式中材料的比熱容可以通過(guò)查找相關(guān)資料獲得或由試驗(yàn)測(cè)得。

本標(biāo)準(zhǔn)采用比較法測(cè)定比熱容。用比較法測(cè)定比熱容是將已知比熱容的標(biāo)準(zhǔn)樣品和待測(cè)樣品一起

放在多樣品閃光法熱擴(kuò)散儀內(nèi)，在相同條件下測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)樣品和待測(cè)樣品。標(biāo)準(zhǔn)樣品和待測(cè)樣品分別吸

收到的脈沖輻照強(qiáng)度相同時(shí)，根據(jù)能量平衡方程式可求得待測(cè)樣品的比熱容：

犮狆Ｂ·犕Ｂ·Δ犜Ｂ

犮狆Ｘ＝

犕Ｘ·Δ犜Ｘ

式中：

犮狆Ｘ———待測(cè)樣品的比熱容，單位為焦每千克開(kāi)爾文［Ｊ／（ｋｇ·Ｋ）］；

犮ρＢ———標(biāo)準(zhǔn)樣品的已知比熱容數(shù)據(jù)，單位為焦每千克開(kāi)爾文［Ｊ／（ｋｇ·Ｋ）］；

犕Ｂ，犕Ｘ———分別為標(biāo)準(zhǔn)樣品和待測(cè)樣品的質(zhì)量，單位為克（ｇ）；

Δ犜Ｂ，Δ犜Ｘ———分別為標(biāo)準(zhǔn)樣品和待測(cè)樣品受激光輻照的最大溫升，單位為攝氏度（℃）。

對(duì)于非均質(zhì)、多物相的無(wú)機(jī)非金屬材料，為取得具有統(tǒng)計(jì)意義的結(jié)果，反映材料的真實(shí)性，應(yīng)取多個(gè)

試樣進(jìn)行測(cè)量。

本標(biāo)準(zhǔn)刪去了原標(biāo)準(zhǔn)的參考資料和文獻(xiàn)目錄，讀者如需要進(jìn)一步了解這些內(nèi)容，可查閱

ＡＳＴＭＥ１４６１—２００１原標(biāo)準(zhǔn)。

Ⅱ

犌犅／犜２２５８８—２００８

閃光法測(cè)量熱擴(kuò)散系數(shù)或?qū)嵯禂?shù)

１范圍

１．１本標(biāo)準(zhǔn)適用于測(cè)量溫度在７５Ｋ～２８００Ｋ范圍內(nèi)，熱擴(kuò)散系數(shù)在１０－７ｍ２／ｓ～１０－３ｍ２／ｓ時(shí)的均勻

各向同性固體材料。

１．２本標(biāo)準(zhǔn)比ＡＳＴＭＣ７１４更為詳細(xì)，適用性更廣，包括材料的種類(lèi)、用途和溫度范圍。本方法還提

高了測(cè)量的精度。

１．３本標(biāo)準(zhǔn)適用于對(duì)能量脈沖光譜不透明材料的測(cè)試，也適用于經(jīng)預(yù)處理后完全或部分透光材料試樣

熱擴(kuò)散系數(shù)的測(cè)定（詳見(jiàn)附錄Ａ）。

１．４本標(biāo)準(zhǔn)意欲適應(yīng)多種類(lèi)型的設(shè)備。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法來(lái)說(shuō)，規(guī)定所有相關(guān)的設(shè)備細(xì)節(jié)和檢測(cè)過(guò)程

是不現(xiàn)實(shí)的，如果規(guī)定了則會(huì)給不具備所需技術(shù)知識(shí)的人員造成困難，也可能會(huì)妨礙或者限制基礎(chǔ)方法

的研發(fā)。

１．５本方法適用于本質(zhì)上完全致密的材料。然而，在某些情況下，應(yīng)用于多孔材料也可獲得比較滿(mǎn)意

的結(jié)果。由于氣孔率、氣孔的形狀、尺寸和氣孔的分布特性影響材料的熱擴(kuò)散行為，所以分析數(shù)據(jù)時(shí)須

加以注意。對(duì)于應(yīng)用此法測(cè)定材料的導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)，本標(biāo)準(zhǔn)也提出了特殊的注意事項(xiàng)。

１．６本方法可看作是一種絕對(duì)的試驗(yàn)方法，因?yàn)楸痉椒](méi)有任何參考標(biāo)準(zhǔn)。建議采用標(biāo)準(zhǔn)樣品驗(yàn)證所

用設(shè)備的性能。

１．７從嚴(yán)格意義來(lái)講，本方法僅適用于均勻固體材料；但在某些情況下，證明本方法測(cè)得的結(jié)果對(duì)特定

的用途來(lái)講是有用的。

１．７．１對(duì)于被測(cè)的復(fù)合材料，當(dāng)其中含有明顯的不均勻性和各向異性時(shí)，用本方法測(cè)得的數(shù)據(jù)將會(huì)有

較大的誤差。由于這樣的數(shù)據(jù)缺少絕對(duì)精度，因此這些數(shù)據(jù)用于比較具有相同結(jié)構(gòu)的材料性能時(shí)是有

意義的。當(dāng)用此法測(cè)定材料的性能，例如導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)，應(yīng)特別提示復(fù)合材料可能具有非軸向的傳熱

模式。

１．７．２測(cè)試液體———本方法特別適用于測(cè)定熔融材料的熱擴(kuò)散系數(shù)。當(dāng)使用這種技術(shù)時(shí)，需要配備特

殊的容器。

１．７．３測(cè)試多層材料———本方法還被擴(kuò)展用于測(cè)定不同層結(jié)構(gòu)材料，其中有一層是假定未知的。在某

些情況下，也可測(cè)得界面的接觸熱阻。

本標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有規(guī)定操作使用中的所有安全注意事項(xiàng)，本標(biāo)準(zhǔn)的使用者有義務(wù)制定適當(dāng)?shù)陌踩徒】?/p>

條例，并在實(shí)施之前確定其適用性。

２規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引