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导热系数测试仪校准规范

1范围

本规范适用于基于防护热板法原理的测量范围为（0.01～1）W/（m·K）的导热系数测试仪（以下简称导热系数仪）计量性能的校准。

2引用文件

GB/T10294-2008《绝热材料稳态热阻及相关特性的测定防护热板法》

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用本规范；凡是不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用本规范。

3名词术语

3.1平均导热系数（Averagethermalconductivity）

由均质各向同性的具有稳定传热性质的材料在工作温度下确定的导热系数平均值。[来源：GB/T10294-2008，1.3.4]

3.2冷面温度（Coldsurfacetemperature）

导热系数仪的冷却单元中与试件相接触面的表面温度。

[来源：GB/T10294-2008，1.4]

3.3热面温度（Meteringsurfacetemperature）

导热系数仪的加热单元中与试件相接触面的表面温度。

[来源：GB/T10294-2008，1.4]

3.4试件平均温度（Averagetemperatureofspecimen）

测量时，试件的冷面温度和热面温度的算术平均温度值。

[来源：GB/T10294-2008，1.4]

4概述

导热系数表征材料的导热能力。导热系数仪用于测量材料的导热系数，是一种广泛用于物理学、化学、材料科学、能源科学技术领域的分析仪器。

本规程涉及导热系数仪的工作原理是基于稳态平板法，在两端为平行平面的试件内建立一维稳态导热过程，测量通过试件的热流密度、两表面温差和厚度而得到试件平均导热系数，适用于导热系数在低到中等范围内的材料，如保温材料、聚合物、陶瓷以及玻璃等。

导热系数仪的典型结构如图1所示，通常由加热单元、冷却单元、防护部分、功率测量部分和电源控制部分组成，用于对样品材料的导热性能进行测量。根据其基本结构可以分为双试件式导热系数测试仪和单试件式导热系数测试仪。

a）双试件装置b）单试件装置

A——加热器；G——加热单元表面热电偶；

B——加热单元；H——冷却单元表面热电偶；

C——防护加热器；I——试件；

D——防护面板；L——背防护加热器；

E——冷却单元；M——背防护绝热层；

Es——冷却单元面板；N——背防护单元温差热电偶。

F——温差热电偶；

图1导热系数测试仪典型结构图

5计量特性

5.1相对示值误差

导热系数仪的相对示值误差应不超过±5%。

5.2温度均匀度

导热系数仪的温度均匀度应不超过0.8℃。

5.3重复性

导热系数仪的重复性应不超过1%。

5.4工作面平面度

导热系数仪的工作面平面度应不超过0.025mm。

以上校准项目的计量性能一般技术要求见表1。

表1导热系数仪计量性能一般技术要求

项目

技术要求

相对示值误差

≤±5%

温度均匀度

≤0.8℃

重复性

≤1％

工作面平面度

≤0.025mm

注：此技术要求不作为符合性判定最终依据，仅供参考。

6校准条件

6.1环境条件

环境温度与相对湿度应符合以下条件：

环境温度：（10～30）℃；相对湿度：≤60%

6.2校准用标准设备

6.2.1导热系数测量标准

导热系数标准板2块，使用温度范围能覆盖所校准的导热系数仪工作温度范围，有证明其溯源性的标准样品证书，其测量不确定度应优于被校导热系数仪最大允许误差的三分之一。

6.2.2温度测量标准

采用精密温度计或精密温度测量系统，测量范围（0~100）℃，传感器可选用电阻类温度计或表面热电偶，其测量不确定度应优于被校导热系数仪最大允许误差的三分之一。

6.2.3绝缘电阻表

额定电压为500V，10级。

6.2.4游标卡尺

测量范围（0～300）mm，最大允许误差不超过±0.04mm。

6.2.5刀口尺和塞尺

刀口尺：工作棱边长300mm，最大允许误差不超过±3μm；

塞尺：厚度（0.02～0.05）mm，最大允许误差不超过±5μm。

干燥箱

测量范围（室温～150）℃，偏差不超过±2℃，波动度不超过±0.5℃，均匀度不超过2℃。

7校准项目和校准方法

7.1校准、检查项目

a）检查项目：外观、压紧装置、绝缘电阻；

b）校准项目：相对示值误差、温