1.稳态纵向热流平板法
稳态纵向热流平板法是用方板状或圆盘形试样测量材料热导率的一种稳态纵向热流法。这种方法具有很多优点，如试样容易制备、测量准确度高和测量温度范围宽（-253～1500℃）等。但这种方法只适用于热导率在0.02～5.0W/（m·K）范围的低导热材料。
稳态纵向热流平板法的测量原理是平板试样内只存在纵向一维热流，在没有径向热损的边界条件下，由一维傅立叶热传导方程得到材料热导率有如下关系：
式中 λ——试样在T1～T2温度范围内的平均热导率，单位为W/（m·K）；
Q——热流量，单位为W；
T2、T1——分别为试样热面和冷面温度，单位为K；
ΔL——试样的厚度，单位为m；
S——试样测试区的面积，单位为m2。
稳态纵向热流平板法按是否直接测量热流值分为绝对法和比较法两种。绝对法又可以分为直接测量主加热器电功率的电功率法和用流量计或沸腾卡计测量热流的卡计法两种。绝对法平板装置有单板和双板两种。单板系统只需用一块板状试样放在冷板和热板之间，如图5-3所示。双板系统则需要用两块相同的板状试样，分别夹在一块热板和两块冷板之间，如图5-4所示。在测量过程中，需要使整个系统满足纵向一维热流的边界条件，通常可用大直径薄试样来防止径向热损，也可以使用保护热环的办法来消除径向热损。
图5-3 单板法示意图
1—均匀板 2—炉子隔热材料 3—底加热器 4—绝热粉末 5—边加热器 6、8—试样热保护环 7—隔热层 9—主加热器 10—待测板状试样T1、T2、…、T6—测温点
图5-4 双平板示意图
1、6—外加热炉 2—均匀板 3、5—试样 4—中心加热炉 7—隔热材料 8—测试区
比较法是同时将待测试样和参考试样放入测试装置中，测量时需要使通过两个试样的热流密度相同，然后通过式（5-8）计算出待测试样的热导率：
式中 λ——试样在T1～T2温度范围内的平均热导率，单位为W/（m·K）；
λr——参考试样在T1～T2温度范围内的平均热导率，单位为W/（m·K）；
ΔT——试样两表面的温度差，单位为K；
ΔL——试样的厚度，单位为m；
S——试样测试区的面积，单位为m2；
Sr——参考试样测试区的面积，单位为m2。
比较法比绝对法具有更多的优点，如设备简单、操作方便等，但同时也存在误差较大的缺点。稳态纵向热流平板法测量材料热导率的误差主要来自以下几方面：
1）由于测试过程中需要满足纵向一维热流，试样的厚度较薄，接触热阻所占的比例较大，对热导率测量值有较大的影响。
2）对于多孔或透明试样，传导热量正比于温差，辐射热量与温度的三次方成正比，对热导率测量值也有影响。
3）侧向和底向热损同样会引起误差。(www.xing528.com)
4）测量中所使用的二次测量仪表也会对最终结果产生影响。
2.稳态纵向热流圆棒法
稳态纵向热流圆棒法是一种用圆棒状试样测量材料热导率的一种稳态纵向热流法。这种方法几乎适用于测量所有金属在低温下的热导率，可以测量热导率在0.1～5000W/（m·K）范围内的导体。
稳态纵向热流圆棒法的测量原理是对于只存在纵向一维热流的圆棒试样，在没有径向热损的边界条件下，由一维傅立叶热传导方程得到材料热导率有如下关系：
式中 λ——试样在T1～T2温度范围内的平均热导率，单位为W/（m·K）；
Q——热流量，单位为W；
T2、T1——分别为两测温点的温度，单位为K；
ΔL——两测温点的距离，单位为m；
S——垂直于热流方向试样的截面积，单位m2。
稳态纵向热流圆棒法根据是否直接测量热流量可分为绝对法和比较法两种。绝对法又由于在测量时使用的温区不同，有低温装置和高温装置两种类型。低温圆棒法测量装置如图5-5所示。
图5-5 低温圆棒法测量装置
1—低温液体 2—可控温热汇加热器 3—铂电阻温度计 4—真空腔 5—待测试样 6—玻璃纤维 7—试样加热器 8—蒸发加热器 9—屏加热器 10—测温热电偶 11—热电偶夹持器 12—微调加热器 13—热补偿屏 14—温度参考环 15—碳电阻温度计座 16—铜电阻温度计 17—真空接管
在低温测量时，热量因辐射损失并不严重，但系统需要保持高真空状态，以防止热量对流而造成大量的热损，同时待测试样周围应设置辐射屏以减小辐射热损。
在高温测量中，由于辐射传热逐步加强，试样的热量损失迅速增加，所以必须在试样周围填充低导热能力的绝热粉以抑制辐射热损。通常情况下，试样的热导率应比绝热粉的热导率高1000倍以上，并且在测量中炉子和试样之间还需要设置一个防护屏。防护屏由单独热源供热，屏上各点的温度须与试样上对应点的温度相等。高温圆棒法测量装置如图5-6所示。
比较法又称为分割式棒状法，通过将待测试样夹在参考试样中间，使待测试样和参考试样上流过相同的电流密度。此时，待测试样的热导率计算式如下：
图5-6 高温圆棒法测量装置
1—绝热粉 2—辐射屏 3—试样加热器 4—防护加热器 5—热防护柱 6—热电偶 7—试样 8—热汇 9—加热炉
式中 λ——试样在T1～T2温度范围内的平均热导率，单位为W/（m·K）；
λr——参考试样在T1～T2温度范围内的平均热导率，单位为W/（m·K）；
ΔT——试样两表面的温度差，单位为K；
ΔL——试样的厚度，单位为m；
S——试样测试区的面积，单位为m2；
Sr——参考试样测试区的面积，单位为m2。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
