不良導(dǎo)體導(dǎo)熱率的測量

關(guān)于不良導(dǎo)體導(dǎo)熱率的測量預(yù)備知識實(shí)驗(yàn)原理操作指南基本要求簡介第2頁,共16頁，2024年2月25日，星期天簡介

熱導(dǎo)率（導(dǎo)熱系數(shù)）是反映材料導(dǎo)熱性能的物理量。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程技術(shù)中對材料的熱導(dǎo)率常用實(shí)驗(yàn)的方法測定。大體上分為穩(wěn)態(tài)法和動態(tài)法。本實(shí)驗(yàn)采用穩(wěn)態(tài)法測量不良導(dǎo)體熱導(dǎo)率。通過實(shí)驗(yàn)我們可以加深對熱傳導(dǎo)規(guī)律的理解，體會使用參量轉(zhuǎn)換法的設(shè)計思想，掌握用溫度傳感器測量的方法。返回第3頁,共16頁，2024年2月25日，星期天預(yù)備知識熱傳導(dǎo)定律:如果熱量沿著x方向傳導(dǎo)，那么在x軸上任意位置x0處取一個垂直截面△S（如圖），以表示在x處的溫度梯度，以表示在該處傳熱率（單位時間通過截面△S的熱量），第4頁,共16頁，2024年2月25日，星期天式中負(fù)號表示熱量從高溫區(qū)向低穩(wěn)區(qū)傳導(dǎo)（即傳導(dǎo)的方向與溫度梯度的方向相反）。式中比例系數(shù)極即為熱導(dǎo)率，亦稱導(dǎo)熱系數(shù)。那么熱傳導(dǎo)定律可以表示成返回第5頁,共16頁，2024年2月25日，星期天設(shè)計思路

本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是給樣品造成一個穩(wěn)定的傳熱狀態(tài)（如圖）在此狀態(tài)下，溫度梯度T1、T2是樣品上下表面的穩(wěn)定溫度，h是樣品的厚度。第6頁,共16頁，2024年2月25日，星期天樣品的傳熱速率熱導(dǎo)率返回第7頁,共16頁，2024年2月25日，星期天操作指南一、實(shí)驗(yàn)裝置測溫電路AD5905K

測量端第8頁,共16頁，2024年2月25日，星期天二、操作步驟

1.用游標(biāo)卡尺測量樣品和銅板的幾何尺寸。2.安裝儀器，連接電路。3.接通電源，加熱。將輸出電壓調(diào)至180V，每隔3分鐘讀一次溫度數(shù)值和，若在5分鐘內(nèi)，樣品上下表面的溫度基本保持不變，可認(rèn)為達(dá)到穩(wěn)定傳熱狀態(tài)，記下此時的和第9頁,共16頁，2024年2月25日，星期天4.抽出樣品，讓加熱筒貼近散熱盤繼續(xù)加熱待下銅板的溫度上升到比T2高10°左右，移去加熱筒，讓下銅板自然冷卻，每隔30秒記錄一次溫度值，直至下銅板溫度降到比T2低10°左右。返回第10頁,共16頁，2024年2月25日，星期天三、注意事項(xiàng)1.實(shí)驗(yàn)過程中不要接觸紅外燈和加熱筒，以免燙傷。2.電源加熱電壓不要超過200V，以免燒焦樣品。3.測溫電路電源電壓一般不超過5V，否則可能燒壞AD590。返回第11頁,共16頁，2024年2月25日，星期天基本要求一、數(shù)據(jù)記錄散熱銅盤質(zhì)量m=_____________Kg黃銅的比熱c=________________穩(wěn)定狀態(tài)時T1=_____，T2=_____第12頁,共16頁，2024年2月25日，星期天樣品尺寸12354DP(cm)hP(cm)DB(cm)hB(cm)平均t(s)

T(K)12345678……散熱銅板冷卻過程第13頁,共16頁，2024年2月25日，星期天

二、要求1.用作圖法求出散熱銅板的冷卻速率。2.計算樣品的熱導(dǎo)率，并與標(biāo)準(zhǔn)值

比較。

0：熱導(dǎo)率的參考值（273K）時，

0=0.140W/(m·K)返回第14頁,共16頁，2024年2月25日，星期天