防护式热流仪(GHFM-01)遵循ASTM E1530-19标准,用于在-20°C~310°C的温度下对固体(如:金属、聚合物、复合材料及糊剂)的热阻和热导率进行测试。Thermtest专有的测试堆栈,用先进的电机控制取代了传统的气动运动,该电机控制可以实现对样品厚度、所施压力或压强的自动控制。
先进的GHFM-01是一款主要的热阻测量手段——-热阻即固体(如:金属、聚合物、复合材料及糊剂)的热导率。具体来说,它是通过测量热阻来计算热导率,是测试非均质材料真实热导率的最准确的方法。热阻的稳态测量代表了样品在穿透厚度尺寸范围内的稳定传热性能。
根据该方法,样品穿透厚度处于稳定的温度梯度状态,样品的热导率则可通过测量样品两端的温差及额外的温度获得。
该测试堆栈由加热体(集成温度传感器的上测试板)和散热体(集成温度传感器的下测试板)两部分组成。另一组温度传感器被安放在样品顶部和底部表面附近位置。
一旦样品两端的温度达到了稳态,就可以应用傅里叶传导方程了。由测得的温度可以得到RS (m²•K/W),等于样品的厚度d (m)与其导热系数λ (W/m•K)的比值:
上述方程为线性形式,是仪器的工作方程式。常数 F (m²•K/W)和 Rint (m²•K/W),可通过仪器校准获得。为此,我们采用了已知热导率和热阻的校准样品,并提供热阻和热导率的校准结果。
按照国际标准,GHFM-01 专为均质和非均质材料测试而设计。
材料 | 金属、聚合物、复合材料及糊剂 |
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传感器类型 | 热电偶(x6) |
应用 | 一般测试 |
方向 | 穿透厚度 |
热导率范围 | 0.1~40 W/m•K |
测量时间 | 40~60分钟 |
准确率 | ± 3% |
再现性* | ± 1~2% |
测试板温度范围* | -20~310°C |
压力 | 自动状态下高达 379 KPa (55 psi) |
样品直径 | 50~50.8 mm |
样品厚度 | 厚达25 mm | 使用选配软件薄膜薄至0.1 mm |
标准 | ASTM E1560-19 |
无需任何工具即可更换下通量模块,该模块是校准后热流传感器的一部分。它配有多个用于监测温度的热电偶,以确认整个样品的温度梯度是否处于稳态条件。
通过配有热电偶的热交换器对优化选择的加热体进行冷却而达成。这些热电偶解析度为0.01°C,被安置在测试堆栈的上、下两端,用于精确控制测试板的温度。样品厚度方向的侧向热损失通过使用保护炉被降至最低。上、下测试板及保护炉的温度可以通过方便好用的GHFM-01软件控制进行完成控制。
通过测量热阻来确定材料的热导率需要精确的样品厚度。GHFM-01采用专有万向设计,它的优点是可以自动测定样品厚度(适用于刚性材料),或者使用用户定义的样品厚度、所施压力或压强(适用于可压缩材料)。样品厚度均采用数字光学编码器技术进行测量,可确保最精确(±0.025 mm)的样品厚度测量结果。
每台GHFM-01都附带功能丰富的Windows软件包。这一简单易用的软件为用户提供了无限的温度、厚度、压力或压强的自动化设置。基本的测试和校准步骤也可完全自动化,还有诸如保存、导出和打印测量结果等附加功能。
对于刚性材料,GHFM-01的测试板会自动夹紧以实现与样品的最佳接触。当测试可压缩材料时,可以在软件中设置所需的高度、压力或压强(最高可达80kg,379 kPa – 55psi),一旦达到所需的样品高度或压力,测试板将自动停止。
所有的校准条件,如参照材料管理、温度步骤和压力都可以通过GHFM-01软件实现完全自动化。校准验证通过内置的验证程序进行。
GHFM-01样品的直径应为50~50.8 mm。顶面和底面应保持平整且平行。需在样品顶面和底面薄薄抹上一层接触膏。
大致时间:1分钟。
然后可以将样本加载到测试堆栈中。对于刚性材料,上层堆栈将接近系统默认压力。对于软性材料,用户可以定义一个特定的压力或所需的厚度。压力和厚度测试参数可以在测试计划内进行控制。
大致时间:1分钟。
使用GHFM-01软件,用户可以设定无限温度步骤(最高支持温度达300°C)。内部红色背光表示测试正在进行。
大致时间:40~60分钟。
上、下测试板的温度由GHFM-01软件进行监测,以保证温度稳定性。测得的热阻和计算得出的热导率结果以表格的形式显示,并可导出至Excel。内部蓝色背光表示测试完成,测试堆栈可以安全触摸。
大致时间:1分钟。
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