DRX-II-PS操作說明

一：儀器概述

該熱物性測試儀采用*的瞬變平面熱源法及縱向熱流技術(shù)，具有方便、快捷、的特點，可用來測量各種不同類型材料的熱導(dǎo)率、熱擴(kuò)散率以及熱熔，適用的熱導(dǎo)系數(shù)范圍0.015-100W/MK之間，適用樣品類型：固體、粉末、涂層、薄膜、液體、各向異性材料等多種不同形式材料。參照標(biāo)準(zhǔn)GB5598-85,GB3399-82,GB11205-89. 適應(yīng)ASTM D5470，但它也使用熱結(jié)構(gòu)-函數(shù)分析以使結(jié)果更，符合MIL-I-49456A，絕緣片材，導(dǎo)熱樹脂，熱導(dǎo)玻纖等。

    該儀器可自動測試薄的導(dǎo)熱材料的熱阻抗與熱導(dǎo)率參數(shù)。這些材料一般在電子封裝業(yè)普遍使用，也可以測試一些軟的或硬的、半液體或粘性的材料。熱導(dǎo)率是描述材料熱傳導(dǎo)性能的重要參數(shù)。儀器通常可以適應(yīng)測定熱導(dǎo)率范圍從高到中等的材料，接觸壓力范圍在10~550psi（70~3800Kpa）手動加壓或液壓，樣品溫度范圍為15~70℃，也可到600—1000℃，后者需要定制裝置。

二：主要技術(shù)參數(shù)

1. 樣品尺寸：直徑10-30mm，厚度2-10mm

2. 導(dǎo)熱系數(shù)范圍：0.005—100 W/mK，精度3%,精度≤±3%,重復(fù)性≤±1%

3．熱擴(kuò)散率測量精度：5%

4.比熱測量精度：7%（需配比熱測試模塊）

5. 溫度范圍：室溫—1000度(精度±1攝氏度)

6.配有完整的測試系統(tǒng)及軟件平臺。

7.操作采用全自動熱分析測試軟件，快速準(zhǔn)確對樣品進(jìn)行試驗過程參數(shù)分析和報告輸出。

三：原理簡介

     熱流測量能提供一些只靠溫度測量是無法得到的、非常重要而且詳    盡的數(shù)據(jù)，DRX-II系列熱流儀因為采用校準(zhǔn)裝置而使其具備了*精度和準(zhǔn)確性。其操作也非常的簡便。DRX-II系列熱流儀廣泛應(yīng)許多行業(yè)。原理：熱流分析基于以下原理：如果一薄片的熱傳導(dǎo)率為λ（kcal/mh℃），厚度為d（m），將其接觸在熱輻射物表面。當(dāng)達(dá)到平衡后，穿過薄片的熱傳導(dǎo)強度Q（kcal/m2•h或W/ m2）可由以下公式得出：

 Q=λ/d ×△T

   式中△T＝薄片兩邊的溫度差，λ，d均為已知數(shù)據(jù)。

主要特點

  1. 全自動操作，包括軟件

  2. 可選固定平行板或懸浮測試板（根據(jù)用戶需要定）

  3. 可選樣品---溫度控制與溫度批測試

  4. 標(biāo)準(zhǔn)計算機接口

  5. 內(nèi)置校驗程序 

      所有的測試參數(shù)以及過程均通過人機交互圖形界面軟件控制。接觸壓力與樣品溫度可以自動測定與控制，數(shù)據(jù)顯示簡單清晰，并繪制熱參數(shù)對厚度的曲線圖。通過這些數(shù)據(jù)可以決定表面接觸熱阻以及熱導(dǎo)率。測試時間可以自動控制以使時間與精度兩者得到佳權(quán)衡。設(shè)備需要配置溫度控制的循環(huán)冷卻水浴，以及一臺聯(lián)想臺式電腦，用于運行Windows-XP，電腦與測試設(shè)備通過接口連接，電源為220VAC/50Hz。

四：數(shù)據(jù)處理及操作

一：標(biāo)準(zhǔn)測試方法

1：儀器對薄的電絕緣材料熱阻的測試方法，可以應(yīng)用于厚度在0.02～30mm導(dǎo)熱性單體或復(fù)合片材。“熱導(dǎo)”只適用于均質(zhì)材料。導(dǎo)熱絕緣材料通常是復(fù)合材料，其中包括：填料、黏合劑、增強劑，例如：玻璃纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或是聚合物薄膜鋪層。為了避免混亂，使用“表面熱導(dǎo)”來衡量均質(zhì)和非均質(zhì)材料。計算熱導(dǎo)有一限制條件：必須測量試樣的厚度。熱阻的測量數(shù)據(jù)受到以下因素影響：相關(guān)的壓力、試樣表面特性和其他的傳熱方式。

  參考文獻(xiàn)：

  ASTM標(biāo)準(zhǔn)：D374,固體電絕緣材料的厚度測試方法；E691，處理實驗室研究的實例，確定測試方法的性。E1225，利用G-C-L熱流動技術(shù)測量固體熱導(dǎo)。

  軍事標(biāo)準(zhǔn)：MIL-I-49456A，絕緣片材，導(dǎo)熱樹脂，熱導(dǎo)玻纖增強。

  標(biāo)準(zhǔn)GB5598-85《氧化鈹瓷導(dǎo)熱系數(shù)測試方法》等。

2：關(guān)于試樣的定義：

    1、平均溫度（表面），n-面積測量表示溫度

    2、復(fù)合材料，由不同部分構(gòu)成的材料，各部分可以對材料的性能貢獻(xiàn)是成比例的，或是有協(xié)同效應(yīng)。

    3、熱加速器/傳感器，由絕緣線圈裝配組成，可以提供可測量的熱量并可以應(yīng)用于判斷溫度。

    4、均質(zhì)材料，材料具有穩(wěn)定的性能，其性能與材料的位置不成函數(shù)關(guān)系。

     5、熱導(dǎo)系數(shù)（λ），熱導(dǎo)的時速，在穩(wěn)定條件下，通過單元面積的熱流。每單元溫度斜率在垂直該面積上。

     6、熱阻（θ），材料對熱流動的阻礙。

     7、界面熱阻（R_I），溫度的不同會在試樣表面之間的相關(guān)扁平面上產(chǎn)生熱流動。試樣的冷熱表面得到了測量。

     8、熱阻系數(shù)，它是熱導(dǎo)的倒數(shù)。在穩(wěn)定狀態(tài)條件下，在與單元熱流等溫面垂直方向上的斜率。

3：符號的定義

1、λ－熱導(dǎo)，W/m·k

2、 －與試樣相關(guān)的高溫面的溫度，K

3、 －與試樣相關(guān)的低溫面的溫度，K

5、A－試樣面積，m²               

6、X－試樣厚度，m

7、Q－熱流速，W(J)/S

8、q－熱流或單位面積上的熱流密度，W/ m²

9、α－加速器/傳感線圈的電絕緣溫度系數(shù)

10、I－電流，A                    

11、θ－熱阻，K·m²/W

1. 測試方法的計算

在沒有使用熱量計時，熱流用以下公式計算：

Q：熱流量 W

V：加熱器的電壓

I：加熱器的電流

2、試樣導(dǎo)熱系數(shù)的計算

Q：熱流，

d：試樣厚度，

A：試樣受熱面積，

T_H ：試樣熱面溫度，

T_C：試樣冷面溫度，

從單層或是多層試Q樣的熱阻—各自的試樣厚度的平面圖中得到熱導(dǎo)。在平面圖中X軸表示試樣厚度值，Y軸表示試樣熱阻值。

熱阻－厚度曲線是一條直線，其斜率是表面熱導(dǎo)的倒數(shù)。在零厚度處的截距是界面熱阻，R_I是試樣的特性。

另一種方法是用小平方值法計算斜率和截距。