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石墨材料熱導機理及測定方法-冈本视频在线观看石墨

石墨材料熱導率機理及測定方法

熱導率為材料試樣在單位溫度梯度下,單位麵積在單位時間內傳遞的熱量現代熱傳導理論指出,固體材料的熱傳導是靠晶格的熱振動和自由電子的流動,對於多數金屬而言,自由電子流動的導熱是主要的。對於許多非金屬材料來說,導熱機構主要是晶格的熱振動,石墨材料屬於這一類。在多種非金屬材料中,石墨材料具有較高的熱導率,可與黃銅媲美石墨電極熱導率也是呈各向異性的。以擠壓成型的電極為例,平行於擠壓方向的熱導率比垂直於擠壓方向的熱導率大約高出30~50%。石墨化使各類石墨質材料的熱導率太幅度增加,可為炭質材料的20~40倍。石墨電極的熱導率由於使用原料和石墨化程度的不同而差別很大。熱導率隨溫度的升高而減小,大致與絕對溫度的倒數(T)成正比。測定石墨電極熱導率有多種方法,如穩態熱流法、激光脈衝法。中國國家標準(GB8722-88)對100~800℃間測定石墨電極的中溫熱導率采用直接通電縱向穩態熱流法,測定裝置見圖3-7。測定原理為圓柱形試樣通過直流電時,產生的熱量主要沿試樣縱軸向兩端傳導,達到熱穩定狀態後,試樣上是一維縱向熱流,對試樣和側麵環境熱交換給予修正,熱導率計算公式如下:

式中入熱導率,單位為W/m·K);

15—試樣工作區間平均長度,單位為mm

T—通入試樣的電流,單位為A

V-—試樣工作區間平均電壓降,單位為mV

d—試樣直徑,單位為mm

AT—試樣工作區間中點到兩端點的平均溫度差,單位

℃;

e—反映試樣側麵熱交換大小的係數;

N—標誌試樣和側麵環境溫度差的函數。

另一種測定熱導率的方法為激光脈衝法,激光脈衝法是用脈衝激光為熱源,將其射向一定溫度下處於熱絕緣的薄片試樣的一麵,使受照麵瞬時升溫,熱量自受熱麵向另一麵傳遞,由熱電偶或紅外線接收器接收試樣背麵溫度的變化,用高速感光紙(或示波器)記錄激光脈衝發出時至試樣背麵達到最高溫度時的時間-溫度動態曲線,由時間-溫度動態曲線計算出試樣在該溫度下的熱擴散率,再由測得的熱擴散率和該試樣的比熱計算出熱導率。各類石墨電極的熱導率。

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