技術文章
各位同仁,真空導熱系數測試儀的操作,核心要抓 “規范流程 + 精準控制",既要貼合儀器核心原理,又要嚴格規避人為誤差,確保數據符合 GB/T 10294-2008 標準要求,具體分四步規范操作:
首先一步,試樣制備與安裝,這是測試精準的基礎,必須嚴格把控!首先,待測試樣需加工為平整片狀或塊狀,厚度控制在 5~20mm(按儀器適配范圍調整),表面粗糙度務必≤0.8μm,否則凹凸不平會影響與恒溫板的貼合度,增大接觸熱阻誤差。接著用精度 0.01mm 的數顯卡尺,在試樣不同象限及中心位置測 3 次厚度,取算術平均值記錄;有效傳熱面積需與冷、熱板公稱面積匹配,最小不低于 100mm×100mm,避免邊緣效應干擾熱流穩定性。安裝時,將試樣居中放在冷板中心,確保無偏移、無傾斜;若貼合不緊密,可薄涂一層高溫導熱膏,厚度≤0.1mm(導熱系數≥1.5W/(m?K)),最后均勻擰緊真空腔體密封螺栓,保證密封性能。
第二步,參數設定與系統校驗,這步是測試順利的關鍵!先依次開啟真空系統、主機電源,執行設備自檢程序,重點校驗真空泵抽氣速率、溫度傳感器精度(允許誤差 ±0.05℃)、功率傳感器線性度(滿量程誤差≤±1%),確認各部件運行正常。隨后在操作界面輸入參數:熱板溫度按材料耐熱性設定在 50~150℃,冷板溫度與熱板保持 20~50℃溫差,形成穩定一維熱流場;錄入試樣厚度、有效傳熱面積等基礎數據。接著關閉放氣閥,啟動真空泵預抽真空,觀察真空計讀數,若 3 分鐘內未降至 10?1Pa,需檢查密封膠條老化狀態、腔體法蘭清潔度,及時排除漏氣點。
第三步,真空抽取與熱穩態控制,這步急不得,必須等系統穩定!預抽真空至 10?1Pa 后,切換至高真空模式,持續抽氣至 10?3~10??Pa 的標準真空度,關閉真空泵隔離閥,維持真空狀態,隔絕空氣對流與導熱干擾。隨后啟動冷熱板溫控系統,儀器采用 PID 恒溫控制技術維持設定溫度,此時需實時監測熱板功率與試樣兩側溫差,只有連續 30 分鐘內功率波動≤±1%、溫差波動≤±0.1℃,才算達到熱穩態,未達穩態就采集數據,必然導致結果失真。
第四步,數據采集與關機流程,收尾工作也要規范!系統穩定后,儀器會自動依據傅里葉熱傳導定律(λ=Q×d/(A×ΔT))計算導熱系數,建議每 5 分鐘記錄 1 組數據,連續采集 3 組有效數據取平均值,作為最終測試結果,同時導出包含參數設定、真空度曲線、溫度 - 功率趨勢的測試報告,確保數據可追溯。測試結束后,先緩慢開啟放氣閥(放氣速率≤0.05MPa/min),避免氣壓驟變損壞腔體密封;待腔體恢復常壓,關閉溫控系統,等冷熱板溫度降至≤40℃,取出試樣,用無水乙醇清潔恒溫板表面及腔體內部,最后依次關閉主機、真空系統電源。
最后強調幾個核心準則:抽真空時嚴禁觸碰腔體,防止密封面受力不均;溫控精度必須維持 ±0.1℃,漂移超差需及時校準傳感器;測試中若出現真空度突降、功率波動超 ±5%,立即緊急停機排查;全程嚴格遵循 GB/T 10294-2008 標準,這樣才能保證測試數據的合規性與可靠性!
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