热扩散系数

摘要： 为了探究煤火发展规律,选取大柳塔煤矿长焰煤、兴隆庄煤矿气煤、丁集煤矿焦煤和王家岭煤矿贫瘦煤,采用激光导热仪FLA 457分析煤样在空气气氛中30~300°C内的比热容、热扩散系数和导热系数随温度的变化趋势,并采用灰色关联方法掌握灰分、水分等参数分别与煤比热容、热扩散系数和导热系数之间的相关性。结果表明:随着温度的升高,热扩散系数先减小后增大,比热容先增大后趋于稳定,导热系数先缓慢增加后快速增大,且大柳塔煤矿长焰煤的热扩散系数和导热系数最小,丁集煤矿焦煤的热扩散系数和导热系数最大,这是由于煤中挥发分、灰分及固定碳对煤热物性参数的变化贡献较大。

摘要： 针对现有文献报道的石墨烯/PP复合材料导热系数测量结果差异较大,该文对相应测量方法、仪器、样品尺寸和测量结果等进行分析和评价。制备质量分数为5%至30%的石墨烯/PP复合材料块状和薄片状等样品,分别通过QTM500型、TC3000型和DRE-Ⅲ型3种瞬态导热系数测试仪对块状样品导热系数进行直接测量,并通过LFA467型激光闪光法导热仪、DSC3+型差示扫描量热仪和ZB603C型电子天平和密度组件分别对各质量分数石墨烯/PP复合材料样品的热扩散系数、比热容和密度进行测量后计算获得导热系数。结果表明:3种瞬态导热系数测试仪测量纯PP、5%和10%质量分数石墨烯/PP复合样块导热系数偏差在2.6%~8.7%范围内,大于各仪器声称测量偏差;直接测量法与间接测量法获得的导热系数偏差大于36%,且随石墨烯质量分数的增加而变大。因此,在测量复合材料导热系数时应选择适用尺寸和量程的直接测量法,导热系数等热物性参数的量值传递体系仍需进一步建立和完善来提高直接测量法的准确性和间接测量法的可靠性。

摘要： 通过辊压法在烟草薄片中分别添加导热材料石墨烯和碳纤维,以改善烟草薄片的传热性能。研究提升了专用烟草薄片的热传导性能及烟草成分的热释放,从而有效提升加热非燃烧烟草薄片的利用率。利用热重(TG)、拉曼光谱(Raman spectra)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和热扩散系数测量等方法对烟草薄片进行表征,同时结合感官质量评价。结果表明,导热材料有效分布在烟草薄片中,且不影响烟草薄片的感官品质。此外,与碳纤维烟草薄片相比,石墨烯烟草薄片的热稳定性和导热性能更佳,且与植物纤维有更好的相容性。与未添加石墨烯的空白样品相比,石墨烯用量为5%时,烟草薄片的残余质量最低,为47.74%;烟草薄片的热扩散系数提升了58.77%;基于石墨烯的加热非燃烧卷烟的传热速率提升了22.32%。

摘要： 热扩散系数是多年冻土对外界热扰动敏感程度的重要影响参数之一,也是寒区工程设计与建设的关键基础数据。基于瞬态平面热源法导热系数测试结果和质量加权法计算获取的比热容理论值,计算获得青藏工程走廊西大滩—唐古拉山沿线典型类别土样热扩散系数,分析对比了走廊带内冻融土热扩散系数的分布特征和参数影响规律,提出了基于经验拟合公式法和RBF神经网络方法的冻融土热扩散系数预测模型,并比较了不同预测模型的预测效果。研究结果表明:青藏工程走廊带内土的热扩散系数与粒径整体呈正相关性,融土热扩散系数按黏性土、粉土、全风化岩类、砂土及碎石土依次增大,冻土热扩散系数按黏性土、全风化岩类、粉土、碎石土及砂土依次增大;热扩散系数与容重及天然含水率相关性随土类及冻融状态差异明显,冻、融土热扩散系数呈显著正线性关系;以融土热扩散系数为拟合参数的冻土热扩散系数三元预测模型的预测精度明显高于二元经验公式;RBF神经网络模型在冻、融土热扩散系数预测中均具有最优的预测精度,为最佳预测模型。

摘要： 基于激光闪射法,采用闪射法导热仪测量了不同温度下某内燃机铝合金活塞的比热容、热扩散系数及导热系数。结果表明:随着温度的升高,该内燃机铝合金活塞的热扩散系数逐渐减小,比热容逐渐升高,导热系数在一定温度范围内呈逐渐增大的趋势。

摘要： 以内蒙古高庙子(GMZ01)钠基膨润土为原料,利用Hot Disk TPS 2500热常数分析仪测量了作为缓冲材料的高压实试样的导热性能,分析了干密度、含水率和孔隙率等因素对导热性能的影响,并拟合分析了试样导热系数的理论预测模型,结果表明:GMZ01钠基膨润土缓冲材料的导热系数、热扩散系数均随干密度和含水率的增大而增大,随孔隙率的增大而减小,且导热系数与热扩散系数的变化趋势相同;运用SPSS软件拟合出4种导热系数预测模型,对比分析各模型的实验值和预测值后发现,Kahr方程预测的GMZ01钠基膨润土导热系数与实测值吻合较好;基于SPSS软件拟合得出的多因素条件下的导热系数预测方程,可准确预测高含水率下的GMZ01钠基膨润土导热系数变化趋势。

摘要： 为了探究咪唑类离子液体对煤传热特性的影响,选取艾维尔沟煤矿气肥煤,采用[BMIM][BF_(4)]、[BMIM][NO_(3)]、[BMIM][I]、[BMIM][PF_(6)]、[BMIM][NTf_(2)]处理原煤样,开展激光导热实验,测定出空气氛围下30~300°C内离子液体处理煤和未处理煤的热扩散系数、比热容和导热系数,得到离子液体对煤热物性参数的影响程度。结果表明:随着温度的上升,离子液体处理煤和未处理煤的热扩散系数先减小后增大,比热容增大后趋于稳定,且导热系数缓慢增大后又迅速增大;在相同温度下,离子液体处理煤的热扩散系数和导热系数均低于未处理煤,离子液体处理煤的比热容均高于未处理煤,且[BMIM][BF_(4)]处理煤的热扩散系数和导热系数最大减小了12.9%和7.3%,比热容最大增加了9.0%,高于其它离子液体对煤热物性参数的影响,[BMIM][BF_(4)]对煤传热特性抑制效果明显。

摘要： 目的 研究石墨烯附着GCr15轴承钢热导率,并探究石墨烯附着层对GCr15轴承钢表面热传导的影响.方法 应用分子动力学模拟和热导率实验两种方法分别测试298 K、356 K、414 K、473 K、532 K温度下附着试件的热导率.摩擦实验中,调整石墨烯附着面积并且观察测点温度以及摩擦系数,测定石墨烯附着层对试件表面热传导的影响规律.结果 温度在298～532 K内,附着试件热导率最高提升1 W/(m·K),最低提升0.5W/(m·K).石墨烯附着层使试件在附着层垂直方向的热导率降低了 2 W/(m·K),使试件表面温度降低4°C.同时,石墨烯附着层可加快试件表面的热传导,且此特点基本不受温度影响.结论 石墨烯膜加速热量传递,改善磨痕区域温度分布.石墨烯薄膜随着摩擦运动向磨痕边缘滑移直至脱落,此时摩擦加剧.

摘要： 对编织碳纤维/环氧树脂(CF/EP)复合材料的三维热扩散性能进行有限元仿真研究.通过TexGen软件创建20层编织CF/EP复合材料三维仿真模型,计算了不同孑隙率样品的有效体积比热和热导率来设置材料属性,并使用幅值曲线模拟周期性点光源进行仿真.首先以孑隙率为0％的样品为例,采用非线性拟合求解热扩散系数,选出最优的调制频率范围为0.1～2.0 Hz.在此基础上研究了孔隙率对复合材料热扩散性能的影响.结果 表明,编织CF/EP复合材料在平面内的热扩散系数随着孔隙率的增大而减小,孔隙率小于1.55％时,孔隙率每增加1％,热扩散系数下降5.4％.孔隙率大于1.55％时,下降速度变慢,仅为2.4％.在平面内沿着经纱和纬纱方向的热扩散较快,经(纬)纱45°方向的热扩散较慢,而在垂直方向上,由于点光源的穿透性使法向的热扩散最快,体现了热扩散的各向异性.

摘要： 实时原位监测相变材料热物性可以为优化新能源汽车电池热管理提供可靠数据支撑.提出了一种瞬态热测量技术,并建立对应的物理模型和方法,用于同步测量相变材料的导热系数和热扩散系数.采用该方法对相变材料石蜡进行测量分析,并通过仿真和试错法进行误差修正,测量得到石蜡的导热系数为0.245 W/(m·K),热扩散系数为1.07×10-7 m2/s.测量值与参考值吻合良好.该方法具有热源小、测量快、原位测量等优点,在新能源汽车相变冷却热管理中有实际应用前景.

摘要： 花岗岩作为大陆地壳的重要组成部分,其热物理性质(热扩散率和热导率)对于探讨地壳热结构、定量计算各类地质事件中的温度分布及热状态等具有重要意义.本研究结合大腔体多面砧压机和瞬态平面热源法,在高温(283～988K)高压(0.3～1.5GPa)条件下原位测量了天然花岗岩样品的热扩散系数和热导率.研究结果表明,在600K以下,花岗岩的热扩散系数和热导率随着温度升高而迅速降低;在600K以上,热扩散系数和热导率基本保持不变或随着温度轻微升高;低温下花岗岩的热传输性质可以用声子传热解释,但是高温下光子传热贡献就不能够忽略了;压力对花岗岩热传输性质的影响比较小。此外，所有花岗岩样品的热扩散系数和热导率与石英含量呈正线性关系，而与斜长石含量呈负线性关系。结合本实验测量的热传输性质和地表热流值，计算的地温曲线表明，西藏南部中上地壳可能存在由白云母或黑云母脱水引起的部分熔融。这一发现为该地区地球物理观测揭示的低速和高电导率异常区的成因提供了新的见解。

摘要： 本文主要介绍了《建筑材料导热系数和热扩散系数瞬态平面热源测试法》标准在编制过程中的测试原理和试验方法的验证工作.通过对比试验表明,验证本标准中规定的瞬态平面热源法具有很好的可行性、准确性、重复性和与现行相关方法标准的协调一致性.

摘要： 以GB/T5990测试标准中的平行热线法为基础,介绍了采用平行热线法测试耐火材料热导热系数、热扩散系数和比热容的方法.以中钢洛耐院自主研发生产的耐火材料热物性测试仪为例,介绍了平行热线法测试耐火材料导热系数、热扩散系数和比热容的具体操作步骤及几种典型耐火材料的测试结果.

摘要： 本研究是藉由碳化过程中,找出不会影响PI膜收缩过程中产生皱折的现象,以及合适的温控条件,借着透过三种不同碳化升温条件,再经过相同条件的石墨化制程,评估三种PI膜原料,在i种不同碳化制程对于仪值的影响,找出最适合的PI膜原料,并找出优化的碳化升温曲线.研究结果显示,在碳化条件(2)与石墨化的热处理下,可得到最大面积为300mm×300mm之高质量的人造石墨散热片,其热扩散系数(仪值)达到8.5cm2/s以上,同时密度可至D=2.1g/cm3,导热系数(K值)可达1500W/m.K以上,呈现最佳的导热效果.石墨散热片连续膜研究结果显示,采用杜邦的PI膜,以连续膜方式烧结,其导热系数(K值)1438-1499W/m.K,与片材导热系数1500W/m.K已无太大差异,但由于石墨化炉的加热方法为由外而内加热,导致其外圈所受之温度较内圈为高,因此导热系数由外而内稍减.

摘要： 本文以热塑性酚醛树脂为原料,采用液相低压发泡方法制备得具有纳米孔径,高强度和低导热的酚醛树脂基泡沫炭.研究了热处理温度对泡沫炭的表面形貌、孔径结构、抗压强度和热扩散系数的影响及其规律.结果表明:随炭化温度提高,平均孔径变化较小,孔分布均匀程度不断增大,密度却呈现波折形变化.泡沫体的热扩散系数随炭化温度的升高呈曲折性变化曲线,800°C以后,热扩散系数基本趋于恒定.在400°C之前,泡沫体的抗压强度随炭化温度的升高而减小,400°C以后,泡沫炭的抗压强度随炭化温度的升高而增大,800°C以后,变化较小,900°C以后,抗压强度基本趋于稳定.

摘要： 热障涂层是利用陶瓷的隔热特性来降低基底金属的温度,使得器件能够在高温下正常运行.ZrO2具有熔点高、热导率低、耐高温氧化、化学稳定性好和抗热震性能优良等特点,是目前综合性能最好的热障涂层材料.本文采用微弧氧化方法在钛金属薄片上制备了ZrO2热障涂层,考察了在不同微弧氧化时间下所形成膜层的厚度,以及所对应膜厚样品的热扩散系数.研究表明,微弧氧化膜层主要由ZrO2、Ti2ZrO6和NaTiF4组成.不同微弧氧化时间所形成膜层的微结构相似,都伴随有大量微孔结构,其厚度随时间大致呈线性增加的趋势,当微弧氧化时间为11h时,膜层厚度可达170μm.微弧氧化膜层的厚度对材料的热扩散系数影响较大,随着膜厚的增加,材料的热扩散系数逐渐降低,170μm膜厚样品的热扩散系数为1.2mm2/s左右,与没有微弧氧化膜层的样品相比,其热扩散系数降低了85％.由此可知,所制备的微弧氧化膜层的隔热效果显著.

摘要： 采用两步法制备了不同粒径（20nm、40nm、60nm）质量分数分别为0.1%、0.5%的羟基磷灰石（HA）-VS55纳米低温保护剂溶液。利用差示扫描量热仪(DSC)测量HA-VS55纳米低温保护剂溶液比热容的值。实验结果表明：当加入质量分数为0.5%的HA纳米微粒时，溶液比热容的值比加入质量分数为0.1%的HA纳米微粒时减小的更为显著。因为比热容与热扩散系数成反比，所以比热容的减小可以使降温速率得到提高。

摘要： 氧化石墨烯膜是一类新型的层状材料。本文报导了氧化石墨烯膜的面内和垂直于面方面的热扩散系数和热导率，发现垂直于面方面的导热系数比面内导热系数低一个数量级，展示了明显的各向异性特征。氧化石墨烯膜的导热系数远低于单层石墨烯的导热系数，其主要原因为氧化石墨烯膜本身的导热系数相对较低，同时相邻氧化石墨烯膜间较大的接触热阻较大。

摘要： 采用正硅酸四乙酯的乙醇-水溶液为前驱体，氢氟酸为催化剂，结合溶胶-凝胶过程与乙醇超临界流体干燥工艺，一步反应获得了密度约为40～175mg·cm-3的单元气凝胶。以上述工艺为基础，通过逐层凝胶法、溶胶共凝法和梯度溶胶共凝胶法分别制备了三种密度梯度气凝胶样品，并研究了其功能梯度特性。结果表明：不同密度的气凝胶均具有粒径约为40-90 nm球形颗粒构成的三维骨架结构，密度越低，骨架约疏松，峰值孔径增大，孔径分布也更为分散;三种方法制备的样品均具有明显的密度梯度，梯度特性由不连续到连续。动态热机械性能测试表明，随着密度的降低，气凝胶在低温(-100°C)和常温(25°C)下杨氏模量均有减小的趋势，其范围分别约为4.6×105～1.9×105 Pa和5.0×105～2.1×105Pa。热学测试表明，随着密度的降低，气凝胶的热扩散系数增高，单位体积热容降低，而热导率则不成单调变化。

摘要： 在高庙子膨润土GMZ001中添加不同比例的石英砂配制成混合材料，采用瞬变平面热源法测定不同压实密度、不同含水率的砂-膨润土混合材料的导热系数和热扩散系数，研究砂-膨润土混合物热传导特性的影响因素。试验结果表明，砂-膨润土混合物的导热系数和热扩散系数随着样品的压实密度、含水率的增大而显著增大;相比纯膨润土，石英砂作为添加剂可使混合材料的导热性能和热扩散性能明显提高，定量计算石英砂含量对混合物的导热系数和热扩散系数的影响程度;不同石英砂含量的砂-膨润土混合物的导热系数与其饱和度存在幂函数关系。

摘要： 本发明提供一种同时测量二元系热扩散率和互扩散系数的装置及方法，该装置通过偏振光路将光束扩展成直径较大的均匀平行光束，进入实验本体后可以实现全域扫描测量，通过检测分析单元即可获取透射光与散射光干涉叠加的图像，其中包含各个散射体积下对应的散射光信息。本发明提供的同时测量二元流体混合物热扩散率和互扩散系数的方法，通过图像作差分析可以得到与时间相关的散射光强度信息，本发明即可同时计算获得热扩散率和互扩散系数数据。本发明除了可以实现热扩散率和互扩散系数全域测量以及同时测量外，无需机械控制角度，即可实现大量独立散射矢量下散射光信号的同时采集，显著提高了测量精度。

摘要： 本发明提供一种同时测量二元系热扩散率和互扩散系数的装置及方法，该装置通过偏振光路将光束扩展成直径较大的均匀平行光束，进入实验本体后可以实现全域扫描测量，通过检测分析单元即可获取透射光与散射光干涉叠加的图像，其中包含各个散射体积下对应的散射光信息。本发明提供的同时测量二元流体混合物热扩散率和互扩散系数的方法，通过图像作差分析可以得到与时间相关的散射光强度信息，本发明即可同时计算获得热扩散率和互扩散系数数据。本发明除了可以实现热扩散率和互扩散系数全域测量以及同时测量外，无需机械控制角度，即可实现大量独立散射矢量下散射光信号的同时采集，显著提高了测量精度。

摘要： 一种测量热扩散系数的装置以及测量热扩散系数的方法。该测量热扩散系数的装置，包括：拉曼光谱仪、加热设备以及信号分析单元。拉曼光谱仪用以测量待测薄膜的不同位置的拉曼散射强度。加热设备用以提供待测薄膜可控制的热驱动波。信号分析单元用以分析来自拉曼光谱仪的拉曼散射强度以及热驱动波，而得到待测薄膜的热扩散系数。

摘要： 本发明公开了一种测量应变下薄膜材料导热系数和热扩散系数的方法和装置，样品通过张紧机构张紧，样品、张紧机构和驱动机构放入真空腔中，激光加热样品，通过红外摄像头获得样品在固定应变下从开始加热至达到稳态的全过程温度分布图，将薄膜视为二维传热，对实验图片进行处理，得到薄膜表面各像素点温度，将薄膜按照像素点的尺寸划分为若干个微元，建立稳态和瞬态的热平衡方程，求解出不同温度下薄膜的导热系数和热扩散系数，驱动机构驱动样品产生不同的应变，求出在不同应变下样品的导热系数和热扩散系数随温度变化的情况。本发明操作方便，测量准确性高，可以得到不同应变下样品的导热系数和热扩散系数随温度变化的情况。

摘要： 本发明涉及材料热物性参数测试技术领域，公开了一种正交各向异性固体材料热扩散系数测试系统及方法，包括测试试样、恒温水浴箱、试样固定装置、数据采集系统，所述恒温水浴箱包括水浴箱体、水浴箱盖、水浴箱控制器，所述试样固定装置包括固定盖、调节螺栓、固定十字架、石墨烯贴纸、绝热材料、耐热橡皮筋，所述数据采集系统包括热电偶、A/D转换器、稳压电源、USB转RS485通讯转换器、笔记本电脑。本发明基于非稳态导热乘积法，利用恒温水浴和石墨烯贴纸构建试样恒温边界，利用绝热材料构建试样绝热边界，建立三维正交非稳态传热模型，取级数前六项结合随机共轭梯度法，实现正交各向异性固体材料x、y、z三个方向热扩散系数的同时反演。

摘要： 一种测量热扩散系数的装置以及测量热扩散系数的方法。该测量热扩散系数的装置，包括：拉曼光谱仪、加热设备以及信号分析单元。拉曼光谱仪用以测量待测薄膜的不同位置的拉曼散射强度。加热设备用以提供待测薄膜可控制的热驱动波。信号分析单元用以分析来自拉曼光谱仪的拉曼散射强度以及热驱动波，而得到待测薄膜的热扩散系数。

摘要： 本发明公开了一种测量应变下薄膜材料导热系数和热扩散系数的方法和装置，样品通过张紧机构张紧，样品、张紧机构和驱动机构放入真空腔中，激光加热样品，通过红外摄像头获得样品在固定应变下从开始加热至达到稳态的全过程温度分布图，将薄膜视为二维传热，对实验图片进行处理，得到薄膜表面各像素点温度，将薄膜按照像素点的尺寸划分为若干个微元，建立稳态和瞬态的热平衡方程，求解出不同温度下薄膜的导热系数和热扩散系数，驱动机构驱动样品产生不同的应变，求出在不同应变下样品的导热系数和热扩散系数随温度变化的情况。本发明操作方便，测量准确性高，可以得到不同应变下样品的导热系数和热扩散系数随温度变化的情况。

摘要： 本发明公开的瞬态法测量材料导热系数及热扩散系数的方法，包括以下步骤：步骤1，准备材料相同的试材Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，并以试材Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ的次序由下至上依次叠置，然后在试材Ⅰ与试材Ⅲ之间放置一块均匀的平面加热片；步骤2，在试材Ⅰ的上、下表面的中间位置分别安装第一、第二测温热电偶，在试材Ⅱ的上表面的中间位置安装第三测温热电偶，在试材Ⅲ的下表面的中间位置安装第四测温热电偶；步骤S3，采用对称加热面方法计算平面热源的热流密度；步骤S4，根据非稳态导热过程的基本理论进行计算；步骤S5，分别测定τ

摘要： 本发明涉及一种带基底介质薄膜的热扩散系数测量方法及装置，方法包括：制备带基底样品，对基底表面沉积介质薄膜，并进行金属化处理；在介质薄膜内产生均匀分布的电场；施加激光脉冲作用于介质薄膜，采集介质薄膜产生的热响应电流；构建介质薄膜‑基底的热传导模型；调整热传导模型中介质薄膜的热扩散系数，计算得到对应的仿真响应电流，直至仿真响应电流与热响应电流的拟合度达到预设值，将此时热传导模型中设置的介质薄膜热扩散系数作为测量结果，得到介质薄膜的热扩散系数。与现有技术相比，本发明能够对亚微米到微米级的带基底材料的介质薄膜的热扩散系数进行快速准确测量，提供了一种简单有效的瞬态测量手段。

摘要： 本发明涉及一种具有高热扩散系数的模具钢及其制备方法，该模具钢由以下质量百分比的组分构成：C：0.30‑0.40％，Si：0.05‑0.10％，Mo：2.50‑3.40％，Nb：0.01‑0.05％，Co：0.30‑0.50％，RE：0.01‑0.05％，余量为Fe和不可避免的杂质；并且，模具钢中，P≤0.15％，S≤0.025％。该模具钢的制备方法包括依次设置的熔炼、电渣重熔、电渣锭退火、锻造、球化退火、淬火和回火工艺步骤。本发明的具有高热扩散系数的模具钢，通过采用新型的化学元素成份的配比，以及合理的工艺设置，可获得具有超高导热率的新型模具钢，并使由其加工的模具兼具优良的高温性能和极佳的综合力学性能。