固体材料热导率测量培训讲义.ppt

固体材料热导率的测量技术与理论分析目录目录前言1.基本概念4.稳态法典型方法——平板法/保护热流法5.非稳态法典型方法——热线法/探针法6.非稳态法典型方法——激光闪光法理想状态
激光脉冲时间相对于热扩散时间可忽略
前表面均匀吸收激光脉冲
样品绝热边界条件
样品均匀和各向同性
样品不透明
温升无限小影响测试结果的因素
激光不均匀（包括激光不对准）
样品温度不准确
温升过高
温升测量非线性
样品厚度过小或过大
样品半透明1.激光不均匀（包括激光不对准）2.样品温度不准确3.温升过高4.温升测量非线性300K时10K温升实际测量非线性变形
实线－－－理想
虚线－－－变形5.样品厚度过小或过大6.样品半透明校正到理论密度后的多晶氧化物的导热系数的实测曲线（1）无机非金属材料（陶瓷等）校正到理论密度后的多晶氧化物的导热系数石墨和的SiC导热系数曲线玻璃等非晶体材料导热系数的理论曲线1—声子导热和光子导热的贡献2—声子导热的贡献石英玻璃的实测导热系数曲线几种不同组分玻璃的实测导热系数曲线金属导热系数的理论曲线金属导热系数的实测曲线4.工程材料的导热因子分析热
面微孔硅酸钙电镜照片
气孔尺寸20～80um(2).导热因子随材料密度和温度变化规律Ⅱ.影响材料导热系数的物理、化学因素2.体积密度，典型绝热材料的在不同温度下随体积密度ρ变化的曲线3.晶体结构(2).单晶与多晶的影响(3).单晶体的各向异性(4).结构相似条件下，多元氧化物的比单元氧化物更小4.化学成分组成化合物元素的分子量越接近，晶格振动非简谐性化合物的表中的结果表明： 二元化合物的导热系数随着所组成的两种元素原子量差值的增大而减小。这种效应随着温度的升高而逐渐减弱，这可能是因为随着温度的升高，化合物中两种元素原子量不等而引起的结构的不对称性逐渐有所改善。气孔尺度和温度对气体导热和辐射导热的影响KCl晶体热阻与晶粒尺寸和温度的关系(3).缺陷：类型、浓度多晶TiO2热处理对导热系数的影响7.与其他物性的关联性Ⅲ.导热性能作为研究材料微观结构的应用实例Thermaldiffusivity,thermalconductivity,anddielectricconstantofPbTiO3ceramic,versustemperature
引自Ferroelectrics,1981.Vol.38,p869ThermaldiffusivityanddielectricconstantofdopedPZT(45/55)ceramic,versustemperature
引自Ferroelectrics,1981.Vol.38,p869SpecificheatofdopedPZT(96.5/3.5)ceramic,versustemperature2.电畴的导热研究3.晶态物质导热的非晶态行为TemperaturedependenceofthephononmeanfreepathofSr0.52Ba0.48Nb2O6singlecrystal.▲:la;●:lc;■:calculatedfromRef.[3].ThedashedcurvedenotesthephononmeanfreepathofamorphousSiO2calculatedfromsoundvelocity[4]andthermaldata[5]

引自J.Appl.Phys.71(1),1,19924.晶界状态的导热研究5.微裂纹的导热研究Ⅳ.热功能材料热性能的优化和设计谢谢各位！