甚麼是導熱係數?
Exploring Thermal Conductivity 博客系列的目標是提供教育支持，為您提供導航最新行業創新所需的知識，以便您可以為您的業務或產品做出最佳決策。 熱導率是材料傳遞熱量的能力。 了解材料的導熱性對於包括製造、建築、技術、航空航天甚至醫療行業在內的眾多行業都至關重要。
在本文中，我們將澄清有關熱導率測試的任何混淆，包括測量熱導率的不同方法以及可能影響這些測量準確性的因素。 文章末尾有一個信息圖，您可以將其用作快速參考指南。
為什麼導熱性很重要？
熱導率很重要，因為它決定了材料的導熱能力，這是為各種應用設計熱管理系統的關鍵組成部分之一。 例如，
1. 電子行業
– 導熱性對於設計有助於散發電子設備產生的熱量的散熱器和其他冷卻系統至關重要。
2. 能源行業
– 導熱性對於熱交換器和發電和配電中使用的其他組件的設計至關重要。
3. 航天工業
– 導熱性在航空航天工業的航天器和其他必須承受極端溫度的交通工具的設計中至關重要。
如何測量導熱係數？
測量導熱係數的方法有多種，但現在，我們將重點介紹三種常用方法：瞬態平面源 (TPS) 法、瞬態線源 (TLS) 法和熱流計 (HFM) 法。
1. 瞬態平面源法（TPS, Transient Plane Source）
在這種方法中，將圓盤形傳感器放置在與樣品材料（您要測試的東西）的表面接觸。 然後將熱量施加到傳感器，並記錄由此產生的溫度升高。 樣品的熱導率是根據傳感器的溫度返回到其初始值的速率計算的。
→ 這種方法易於使用，並且需要任何尺寸的材料樣本。 TPS 也非常適合測量薄膜和塗層的熱導率。
2. 瞬態線源法（TLS, Transient Line Source）
在瞬態線源 (TLS) 方法中，通過使電流通過來加熱探頭。 然後將探頭放入樣品材料中，並記錄由此產生的溫升。 樣品的導熱係數是根據探頭溫度恢復到初始值的速率計算的。
→ TLS 方法非常適合測試土壤、聚合物和軟岩，以及某些應用中的液體和氣體。 它還可以在很寬的溫度範圍內測量熱導率。
3. 熱流計法（HFM, Heat Flow Meter）
熱流計 (HFM) 法是一種測量熱導率的穩態法。 在這種方法中，材料樣品被放置在兩個已知溫差的板之間。 測量通過樣品的熱流率，並根據熱流率和样品尺寸計算樣品的熱導率。
→ HFM 方法使用起來相對簡單，可以為導熱係數低的材料提供準確的結果，非常適用於絕緣建築材料。
影響導熱係數測試的因素
有幾個因素會影響熱導率測試的準確性，包括:
． 樣品和測試站的環境
． 樣品尺寸和成分
盡可能了解這些因素如何影響您的結果對於確保准確可靠的結果不可或缺。
結論
導熱性是材料的一個重要特性，決定了它們傳遞熱量的能力。 測量熱導率對於設計跨各種行業和應用的熱管理系統至關重要。 瞬態面源法、瞬態線源法和熱流計法是常用的熱導率和熱阻測量技術，各有優缺點。 請記住，重要的是控制可能影響熱導率測試準確性的變量和因素，以建立可靠的結果。
參考資料
“Introduction to Thermal Conductivity.” AZoM.
https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=17414.
Raghavan, V. R., and W. Y. Lee. “Handbook of Thermal Analysis and Calorimetry, Volume 1: Principles and Practice.” Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 77, no. 1 (2004): 344-45. doi:10.1023/b:jtan.0000034446.09807.ee.
“Transient Plane Source Technique.” Hot Disk AB.
https://www.hotdiskinstruments.com/technology/transient-plane-source-technique.
“Transient Line Source Technique.” Thermtest Inc.
https://thermtest.com/transient-line-source-technique.
“Heat Flow Meter.” Netzsch Analyzing & Testing.
https://www.netzsch-thermal-conductivity.com/en/products/heat-flow-meter
