在此應用中，我們將研究熱物理特性以了解 Teflon ® 的熱導率。
Teflon®（聚四氟乙烯PTFE，又稱「鐵氟龍」、俗稱「塑膠王」)是一種光滑的含氟聚合物，由碳原子和氟原子組成。 Teflon® 用於從炊具到塗層和軸承的廣泛行業和應用，並因其低摩擦以及耐熱性和耐化學性而廣受歡迎。 Teflon® 通常用於高溫、腐蝕性環境，並在電氣應用中用作高性能絕緣體。雖然 Teflon® 的機械性能已廣為人知，但其導熱性卻鮮有人問津。
使用設備與材料
使用具有改進瞬態平面的多功能測量平台 (MP-V) 測量單個 Teflon® 樣品的熱導率 (W/m·K)、熱擴散率 (mm2/s) 和體積比熱 (MJ/m3K) 源 (MTPS) 傳感器。 MP-V 用於測量非對稱配置中各向同性、各向異性、平板和一維材料的熱導率和熱擴散率。
材料
Teflon® 是一種合成熱塑性含氟聚合物。 在室溫下，Teflon® 是一種具有極高熔點的白色固體化合物。 它的抗粘附能力是其主要特性之一，這就是為什麼它如此頻繁地用於不粘廚具、防水服和減少摩擦的小工具的原因。 具有良好的耐腐蝕性，是各種工業設備、器具的理想塗裝材料。
MP-V設備
MP-V 設計用於測試固體、液體、糊狀物和粉末的絕對導熱率、熱擴散率、比熱和熱擴散率。 MP-V 將瞬態平面源（TPS，ISO 22007-2）和瞬態熱線（THW，ASTM D7896-19）方法與與其兼容的各種傳感器完美結合。
瞬態方法具有相似的理論，但存在特定於其主要設計的差異。 傳感器電連接到電源和感測電路。 電流通過傳感器並導致溫度升高，並隨時間記錄下來。 然後，產生的熱量以取決於材料的熱傳輸特性的速率擴散到樣品中。
MP-V 具有專為自動化測試和分析而設計的專有智能瞬態平面源 (iTPS) 功能。 iTPS 只需要用戶輸入樣品名稱，並確定每個樣品的適當傳感器和測試參數。
改良型瞬態平面源傳感器 (MTPS) 由配置有已知背襯絕緣的 TPS 傳感器組成，永久封裝在堅固的單面配置中。 這種獨特的設計結合了傳感器的智能設計和測量功能，可為所有材料生成體積和方向特性。 該傳感器能夠測試各向同性、各向異性、平板和一維樣品。
使用MP-V MTPS 測試方法的樣品置放
Teflon®的熱導率
使用絕對 MTPS 傳感器在非對稱配置中測量單件 Teflon®。 使用專有的 iTransient 平面源 (iTPS) 應用程序確定 40s 和 75mW 的最佳測量參數，以實現適當的溫升和準確、可重複的結果。
使用擴展的傳感器校正，測量傳感器和样品之間的接觸電阻並自動消除。 這確保了可能的最佳分析用於計算。
Teflon®, 40 sec. 0.075 W, 23°C, n=5.
結論
Teflon® 出色的熱穩定性以及機械和介電性能使其成為許多不同應用的理想選擇。 在此應用中，我們研究了 Teflon® 的熱性能，發現它具有高度絕緣性，導熱係數為 0.304。 使用 MTPS 傳感器以準確度和可重複性進行測量。 發現用 MTPS 測量的特氟龍導熱係數與文獻值 0.3 W/m·K 的誤差在 2% 以內。
參考資料
Cai, X., Jiang, Z., Zhang, X., Gao, T., Yue, K., & Zhang, X. (2018). Thermal property improvement of polytetrafluoroethylene nanocomposites with graphene nanoplatelets. RSC Advances, 8(21), 11367–11374. https://doi.org/10.1039/c8ra01047a
Buerkle, M., & Asai, Y. (2017). Thermal conductance of Teflon and Polyethylene: Insight from an atomistic, single-molecule level. Scientific Reports, 7(1). https://doi.org/10.1038/srep41898
