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

犐犆犛８１．０８０

犙４０

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)

犌犅／犜２２５８８—２００８

閃光法測量熱擴散系數(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

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２００８１２１５發(fā)布２００９１００１實施

中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局

發(fā)布

中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會

書

犌犅／犜２２５８８—２００８

前言

本標(biāo)準(zhǔn)等同采用ＡＳＴＭＥ１４６１—２００１《閃光法測定熱擴散系數(shù)試驗方法》（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)更換為與之相對應(yīng)的我國國家標(biāo)準(zhǔn)；

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

———刪去了原標(biāo)準(zhǔn)“１．８本標(biāo)準(zhǔn)采用國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，對附錄編號和附錄的章、條編號作了重新編排，對應(yīng)關(guān)系未作

任何改動；

———刪去了原標(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)由全國耐火材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會提出并歸口。

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。

Ⅰ

書

犌犅／犜２２５８８—２００８

引言

閃光法測定熱擴散系數(shù)試驗方法由于其測定范圍廣、溫度高、速度快、測定過程可以在氧化氣氛、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)，單位為瓦每米開爾文［Ｗ／（ｍ·Ｋ）］；

α———熱擴散系數(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）。

式中材料的熱擴散系數(shù)由本試驗方法測得。

式中各種材料的體積密度按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)測定。

式中材料的比熱容可以通過查找相關(guān)資料獲得或由試驗測得。

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

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

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

犮狆Ｂ·犕Ｂ·Δ犜Ｂ

犮狆Ｘ＝

犕Ｘ·Δ犜Ｘ

式中：

犮狆Ｘ———待測樣品的比熱容，單位為焦每千克開爾文［Ｊ／（ｋｇ·Ｋ）］；

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

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

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

對于非均質(zhì)、多物相的無機非金屬材料，為取得具有統(tǒng)計意義的結(jié)果，反映材料的真實性，應(yīng)取多個

試樣進(jìn)行測量。

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

閃光法測量熱擴散系數(shù)或?qū)嵯禂?shù)

１范圍

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

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、用途和溫度范圍。本方法還提

高了測量的精度。

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

熱擴散系數(shù)的測定（詳見附錄Ａ）。

１．４本標(biāo)準(zhǔn)意欲適應(yīng)多種類型的設(shè)備。對于標(biāo)準(zhǔn)測試方法來說，規(guī)定所有相關(guān)的設(shè)備細(xì)節(jié)和檢測過程

是不現(xiàn)實的，如果規(guī)定了則會給不具備所需技術(shù)知識的人員造成困難，也可能會妨礙或者限制基礎(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散行為，所以分析數(shù)據(jù)時須

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

１．６本方法可看作是一種絕對的試驗方法，因為本方法沒有任何參考標(biāo)準(zhǔn)。建議采用標(biāo)準(zhǔn)樣品驗證所

用設(shè)備的性能。

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

的用途來講是有用的。

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

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

意義的。當(dāng)用此法測定材料的性能，例如導(dǎo)熱系數(shù)時，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測試液體———本方法特別適用于測定熔融材料的熱擴散系數(shù)。當(dāng)使用這種技術(shù)時，需要配備特

殊的容器。

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

些情況下，也可測得界面的接觸熱阻。

本標(biāo)準(zhǔn)沒有規(guī)定操作使用中的所有安全注意事項，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