TC3000系列法通用型導(dǎo)熱系數(shù)儀
產(chǎn)品簡(jiǎn)介
除在流體導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量領(lǐng)域擁有*的地位外，法在固體、膠體、熔融體方面也具有非常廣泛的應(yīng)用。早在1931年，Stâlhane和Pyk就將瞬態(tài)法用于測(cè)量固體和粉末以及液體的導(dǎo)熱系數(shù)；1964年，A. von Mittenbuhler提出了十字交叉的形式，這也成為今天德國和歐洲標(biāo)準(zhǔn)（DIN EN 993-14:1998/ ISO 8894-1:1987）的原型。隨著電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，原有的十字交叉和平行雙法的技術(shù)已經(jīng)得到很大的改進(jìn)和發(fā)展，如結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、測(cè)量時(shí)間從幾分鐘縮短到幾秒鐘、電測(cè)系統(tǒng)的改進(jìn)使得測(cè)量速度得到*提高等，目前的法技術(shù)在液體、氣體和固體測(cè)量中的不確定度小于1%，納米流體和熔融鹽測(cè)量的不確定度小于2%。
TC 3000系列導(dǎo)熱系數(shù)儀是公司在多年瞬態(tài)法測(cè)量液體導(dǎo)熱系數(shù)的研究基礎(chǔ)上，進(jìn)一步拓展，開發(fā)出的適用于固體、膏體、膠體、液體等多種材料導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量的儀器。TC 3000系列的傳感器探頭中的熱絲直徑為25微米，標(biāo)準(zhǔn)長度為25毫米（為滿足特殊情況下的測(cè)試需求，夏溪測(cè)試中心還配備有其他尺寸），長徑比超過1000，在測(cè)量準(zhǔn)確度范圍內(nèi)*符合無限細(xì)的理論模型要求。
TC 3000系列法導(dǎo)熱系數(shù)儀，傳承了法測(cè)量導(dǎo)熱系數(shù)快速、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)其專門針對(duì)固體材料的便攜式探頭設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)，還使得TC3000操作更方便，廣泛適用于各種保溫材料、導(dǎo)熱材料、相變材料、復(fù)合材料等多種材料的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量；配備溫度環(huán)境，還可以獲得-30℃到200℃溫區(qū)內(nèi)被測(cè)物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)-溫度數(shù)據(jù)曲線。
除檢測(cè)材料的導(dǎo)熱系數(shù)外，TC 3000系列導(dǎo)熱系數(shù)儀還有很多拓展應(yīng)用，如檢測(cè)材料的均勻性以幫助用戶改善工藝，在不需要打開容器的前提下檢測(cè)密閉容器中物質(zhì)的屬性而幫助用戶作出判斷，在材料的多個(gè)位置檢測(cè)以查找漏熱點(diǎn)等。
TC3000系列適用范圍廣、用戶操作簡(jiǎn)單、樣品無需特別制備、無損檢測(cè)等顯著優(yōu)勢(shì)，使其自推出就廣受歡迎，為科研領(lǐng)域中的材料研究、導(dǎo)熱性能改進(jìn)以及工業(yè)中的產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)、生產(chǎn)控制提供了*的便利。
主要特點(diǎn)
測(cè)量準(zhǔn)確
TC 3000系列法導(dǎo)熱系數(shù)儀傳承了TC 3000L系列法液體導(dǎo)熱系數(shù)儀的多項(xiàng)技術(shù)，努力降低實(shí)際產(chǎn)品與理想模型之間的偏差，保證了測(cè)試準(zhǔn)確度。在采用標(biāo)準(zhǔn)試樣有機(jī)玻璃、硅硼玻璃和不銹鋼分別對(duì)儀器進(jìn)行檢驗(yàn)后，證明TC 3000系列法導(dǎo)熱系數(shù)儀的準(zhǔn)確度可以達(dá)到1%之內(nèi)，全量程范圍內(nèi)小于3%，因此能很好的保證科學(xué)研究的需要。
測(cè)量快速
采用特定設(shè)計(jì)的高速度采集系統(tǒng)，TC 3000系列充分發(fā)揮了法測(cè)量快速的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于不同類的固體材料，升溫時(shí)間一般在2~20秒鐘之內(nèi)；一組典型的測(cè)量過程，從準(zhǔn)備測(cè)試到zui后獲得數(shù)據(jù)，一般只需要2~3分鐘；在試樣和探頭已經(jīng)接好、儀器已連接的前提下，還可以采用軟件中的自動(dòng)多次采集功能，用戶可以不必一直守在儀器旁邊，只需要在測(cè)試結(jié)束后導(dǎo)出數(shù)據(jù)即可，因此可以大大的節(jié)省用戶的測(cè)試時(shí)間和精力。
應(yīng)用廣泛
由于增加了針對(duì)固體材料的設(shè)計(jì)，使得探頭的應(yīng)用更靈活：可以夾在兩塊待測(cè)的塊狀或片狀樣品之間，可以埋入粉末、膏狀物之中，還可以直接插入盛有液體的容器中，因此TC 3000系列可廣泛適用于固體、粉末、膠體、液體等多種材料導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)量，而且各種類型的材料測(cè)量，均無需更換探頭和測(cè)試軟件，只需一臺(tái)導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試儀，即可快速可靠地獲得各種形態(tài)材料的導(dǎo)熱系數(shù)，不僅降低了對(duì)操作人員的要求，更是*的降低了用戶的采購成本。
★ 可以測(cè)定保溫材料、導(dǎo)熱硅膠、導(dǎo)熱硅脂、陶瓷、橡膠、塑料、土壤、農(nóng)作物顆粒等各種固體、粉末、膠體、液體的導(dǎo)熱系數(shù)；
★ 可以研究不同溫度（-150~200度）下的樣品的導(dǎo)熱系數(shù)，配備溫度環(huán)境時(shí)，軟件中選擇自動(dòng)多次測(cè)量，還可以獲得導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的變化趨勢(shì)曲線；
★ 由于加熱時(shí)間很短，溫升也很?。ㄒ话銥?~5度或者更低，取決于被測(cè)樣品的導(dǎo)熱系數(shù)），所以整個(gè)測(cè)試過程不會(huì)破壞樣品，因此特別適合含濕材料如有含濕量要求的土壤、生物質(zhì)、膠體等的導(dǎo)熱系數(shù)研究。
★ 由于樣品要求低、測(cè)量快速、操作簡(jiǎn)單，TC 3000系列法導(dǎo)熱系數(shù)儀不僅僅適合科研實(shí)驗(yàn)室和企業(yè)質(zhì)量控制部門，也適用于產(chǎn)品的在線檢測(cè)，以保證隨時(shí)控制產(chǎn)品質(zhì)量。
樣品要求低
TC 3000系列需要的樣品用量很少，對(duì)于塊狀或片狀材料，保證zui小邊長大于2.5厘米，zui小厚度大于0.3毫米即可；對(duì)于粉末、膏狀物和液體，zui小用量為50毫升。
TC 3000系列采用法原理，因此被測(cè)試樣的尺寸、形狀（各向異性材料除外）對(duì)測(cè)試結(jié)果沒有影響，也不需要制備特定尺寸和形狀的試樣。通常采用普通的成品即可測(cè)量，即減輕了用戶的負(fù)擔(dān)，又可以真實(shí)的反應(yīng)實(shí)際產(chǎn)品的導(dǎo)熱性能，因此可以用于生產(chǎn)質(zhì)量的實(shí)時(shí)控制。
操作簡(jiǎn)單
探頭使用簡(jiǎn)單、樣品要求低、USB接口方式及簡(jiǎn)單的軟件界面操作，使得用戶在無任何專業(yè)知識(shí)的前提下均能準(zhǔn)確的進(jìn)行操作，獲得可靠的導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此可以幫助用戶降低人力成本。
技術(shù)參數(shù) |
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可選配件及選配指南
TC 3000系列包括TC 3000、TC 3100、TC 3200、TC 3300四款，主要差異在于適用的溫度范圍；
其中， TC 3000主要用于常溫測(cè)量，可滿足科研院?；蚱髽I(yè)的一般測(cè)試需求；TC 3100、TC 3200、TC 3300分別適用于中溫區(qū)（-30~100℃）、高溫區(qū)（室溫+10℃～200℃）、低溫區(qū)（-150~0℃）的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量；
如需要其他溫度環(huán)境，請(qǐng)的銷售工程師。
測(cè)量軟件
參考標(biāo)準(zhǔn)
ASTM C1113 Test Method for Thermal Conductivity of Refractories by Hot Wire (Platinum Resistance Thermometer Technique)
ASTM D5930 Standard Test Method for Thermal Conductivity of Plastics by Means of a Transient Line Source Technique
GB/T 10297-1998 非金屬固體材料導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定法標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 11205-2009 橡膠熱導(dǎo)率的測(cè)定_瞬態(tài)熱絲法
主要應(yīng)用
TC 3000廣泛應(yīng)用于大中院校、科研院所、質(zhì)檢部門和生產(chǎn)廠的材料分析檢驗(yàn)檢測(cè)部門，適用于各種材料導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)量，例如：陶瓷、礦石、聚合物、膠泥、紙、織物、原油、粉末、食品等天然材料或復(fù)合材料等。更多更詳細(xì)的測(cè)量案例，請(qǐng)見固體導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量服務(wù)。
保溫材料
保溫材料的應(yīng)用非常廣泛，如建筑保溫材料、航空航天保溫材料、電力行業(yè)保溫材料等等。導(dǎo)熱系數(shù)是保溫材料zui重要的性能之一，是鑒別材料保溫性能好壞的主要標(biāo)志。隨著當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，新型保溫材料日新月異，對(duì)于測(cè)試的速度提出了更高的要求。
TC 3000系列法導(dǎo)熱系數(shù)儀，在準(zhǔn)確測(cè)量的同時(shí)，其幾秒鐘的采集速度，可以*的降低廠家的時(shí)間和人力成本，使得研究人員可以將更多的精力和時(shí)間放在尋找新型保溫材料本身，從而提高企業(yè)效益。
導(dǎo)熱材料
隨著電子行業(yè)的發(fā)展，電路的集成程度越來越高，散熱問題日益嚴(yán)重，所以高效的導(dǎo)熱材料成為重要的研究課題之一。目前出現(xiàn)的導(dǎo)熱材料形態(tài)豐富、種類多樣，如導(dǎo)熱膠、熱傳導(dǎo)膠帶、導(dǎo)熱硅脂，導(dǎo)熱硅膠片等各種導(dǎo)熱導(dǎo)電材料或?qū)峤^緣材料，因此對(duì)于導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量的速度和兼容性提供了更高的要求。
TC 3000系列探頭表面絕緣化處理，可以適用于導(dǎo)熱導(dǎo)電材料；同時(shí)TC 3000對(duì)樣品狀態(tài)的低要求，能夠滿足用戶用一臺(tái)儀器測(cè)量不同狀態(tài)導(dǎo)熱材料的需求，為用戶*的節(jié)省檢測(cè)成本。
相變材料
導(dǎo)熱系數(shù)是研究相變材料的一個(gè)重要參數(shù)；因?yàn)榭梢酝瑫r(shí)適用于固體和液體導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量，TC 3000系列法導(dǎo)熱系數(shù)儀可以獲得相變材料從固相到液相的升溫過程和從液相到固相的降溫過程中，不同狀態(tài)時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)據(jù)；如果配有能控制升溫速率和降溫速率的環(huán)境，采用軟件中的自動(dòng)多次測(cè)量設(shè)置，可以獲得升降溫過程中連續(xù)的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的變化曲線。
復(fù)合材料
對(duì)于多層復(fù)合材料，法導(dǎo)熱系數(shù)儀器更有優(yōu)勢(shì)；由于每層材料的厚度會(huì)影響到整體的平均導(dǎo)熱系數(shù)，而實(shí)際生產(chǎn)中每個(gè)產(chǎn)品是會(huì)客觀存在差異的，所以必須是對(duì)做成的成品進(jìn)行檢驗(yàn)，以準(zhǔn)確的反應(yīng)該成品的導(dǎo)熱系數(shù)；法對(duì)被檢測(cè)樣品的要求很低，所以很適用于各種成品的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，而不需要特意制備樣品。
由于探頭的高靈敏性和使用靈活性，可以在材料的不同位置、不同方向、不同端面上進(jìn)行檢測(cè)，因此除測(cè)量材料的導(dǎo)熱系數(shù)外，TC 3000系列法導(dǎo)熱系數(shù)儀還有很多拓展應(yīng)用。
材料的均勻性檢測(cè)
可以檢驗(yàn)出材料的均勻性，幫助企業(yè)改善工藝和生產(chǎn)方法，也可以幫助檢驗(yàn)產(chǎn)品是否合格。比如，對(duì)于增加了添加劑的導(dǎo)熱膠，添加劑的均勻性會(huì)直接影響使用中電子器件的散熱效果；TC 3000系列不僅可以區(qū)分采用了不同添加劑后導(dǎo)熱膠的性能差異，而且能夠通過改變實(shí)驗(yàn)條件，判別導(dǎo)熱膠在某個(gè)方向上的均勻性。
不規(guī)則成品的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)
對(duì)于形狀不規(guī)則的產(chǎn)品，比如風(fēng)扇或汽輪機(jī)葉片，因?yàn)榉ㄌ筋^很小，只要保證在2厘米的接觸面上材料表面是平整的，就可以對(duì)成品的導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行測(cè)量。
材料的漏熱點(diǎn)檢測(cè)
可以在被檢測(cè)材料的不同位置進(jìn)行布點(diǎn)檢測(cè)，查找漏熱點(diǎn)。此外，TC 3000還可以在不需要打開容器的前提下檢測(cè)密閉容器中物質(zhì)的屬性而幫助用戶作出判斷。
檢定方法
到目前為止，在我國1996年頒布的《計(jì)量測(cè)試技術(shù)手冊(cè)》系列中的國家計(jì)量基準(zhǔn)和副基準(zhǔn)簡(jiǎn)表中，均沒有關(guān)于導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量相關(guān)基準(zhǔn)和傳遞標(biāo)準(zhǔn)的明確說明，但明確在四種量值傳遞方式（實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)逐級(jí)傳遞、計(jì)量保證方案、發(fā)放標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、發(fā)播標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)）中，理化分析領(lǐng)域可以使用發(fā)放標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（CRM）的方式進(jìn)行量值傳遞，而這也是目前計(jì)量領(lǐng)域和科學(xué)研究領(lǐng)域的通用做法，即采用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)某種特定的方法或者設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，或者采用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在范圍內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室或相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量比對(duì)，并將測(cè)試結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以此確定被檢測(cè)的方法或者設(shè)備的測(cè)量準(zhǔn)確度。
目前相關(guān)組織機(jī)構(gòu)*的固體導(dǎo)熱系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)包括硼硅玻璃（Pyrex 7740,標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：CRM039）、高溫陶瓷（SRM1415）、不銹鋼（304L，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：SRM1460/SRM 8420/SRM 8421）、石墨（標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：SRM 8424-8426）等。為了檢驗(yàn)儀器的準(zhǔn)確度及可靠性，西安夏溪電子科技有限公司利用參考物質(zhì)硼硅玻璃和不銹鋼對(duì)儀器進(jìn)行了檢驗(yàn)，并與上*的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。
檢定結(jié)果
下表列出了利用TC 3100導(dǎo)熱系數(shù)儀獲得的硼硅玻璃和不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)據(jù)測(cè)試結(jié)果。表中Tr 為導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)溫度；標(biāo)準(zhǔn)值λcal根據(jù)文獻(xiàn)Thermal Conductivity of Reference Solid Materials（M. J. Assael, K. Gialou, K. Kakosimos, I. Metaxa. Int. J. Thermophys, 2004, 25(2):397-408）提供的硼硅玻璃和不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)關(guān)系式求出；λexp為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，(λexp-λcal)/ λcal /%為實(shí)驗(yàn)值與文獻(xiàn)值間的偏差。可以看出，TC 3100法導(dǎo)熱系數(shù)儀對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)樣品的測(cè)量準(zhǔn)確度在 ± 1%之內(nèi)。
表1 硼硅玻璃導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)
表2 不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)
用戶檢測(cè)方法
對(duì)送到用戶手中的每臺(tái)儀器，XIATECH都會(huì)在出廠前用標(biāo)樣對(duì)其進(jìn)行全溫度范圍內(nèi)的檢測(cè)，并出具測(cè)試報(bào)告，用戶對(duì)儀器進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，可以依據(jù)出廠檢驗(yàn)報(bào)告對(duì)儀器性能進(jìn)樣驗(yàn)證；
此外，XIATECH自行開發(fā)的法導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試軟件中，同時(shí)提供了多種標(biāo)樣的導(dǎo)熱系數(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)（來源于美國NIST的REFRPOP 8.0 提供的數(shù)據(jù)或者公式），用戶可隨時(shí)用標(biāo)樣對(duì)儀器進(jìn)行測(cè)試，并與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)比較，以檢測(cè)儀器的性能。
