- 技術原理 -
25.Nov.2011
熱傳導-TC 材料的熱傳導係數探討(1)-Mg Alloy 鎂合金
材料的熱傳導係數探討(1)
目的：比較相同材料用不同測量條件的差異
簡介：以往常會誤解當材料越大越後是否熱傳導會越好or熱擴散會越好，對一個基本的材料而言，樣品的大小、形狀、厚薄並不會影響熱傳導值的高低，但熱擴散的效率的好與壞卻是跟接觸面的面積、環境的熱對流…等等有直接的關係，當樣品的大小、形狀、厚薄不同的話就必須要用不同的測量條件去檢測，如果樣品的大小、形狀、厚薄相同的話用不同的測量條件得到的結果也會是相同的；因此我們做了一個實驗，用相同的材料在不同的測量條件下去檢測，去比較之間的差異。
一、儀器介紹：Hot Disk是目前最新的熱傳導測試儀器，跳脫了以往對於樣品有許多限制的框架，不管是固體、粉體、液體各種型態都可以進行檢測，對於材料本身的不規則、金屬薄型材料(<2mm)、高分子膜(>10µm)，甚至連不同方向的熱傳導都可進行測試，除此之外還有高效率的檢測技術以及計算分析軟體，將整體的檢測時間縮短至1~2分鐘，因此，本方法非常快捷，同時也相當準確。
二、儀器規格：
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Thermal Conductivity
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0.005 ~ 500 W/mK
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Thermal Diffusivity
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0.1 ~ 100 mm²/s
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Specific Heat Capacity
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Up to 5 MJ/m³k
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Measurement Time
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1 ~ 1280 Second
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Reproducibility
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Typically better than 1%
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Accuracy
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Better than 5%
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Temperature Range
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Standard
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RT
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With Furnace
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RT ~ 750℃
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With Circulator
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-20 ~ 180℃
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Power Requirements
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Adjusted to the line voltage in the country of use
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Smallest sample Dimensions
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0.5mm High,2mm Diameter
(Cylindrical sample)
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Sensor types Available
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Kapton insulated with or without cable(from cryogenic temperatures up to 180℃)
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Mica insulated without cable
(Room Temp. up to 750℃)
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Meets ISO Standard (ISO/DIS 22007-2.2)
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三、量測材料及數據：
A、樣品種類：Mg合金
B、測量條件：
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Sensor
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4922
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Heat Power
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2W
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Measurement Time
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2s
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Sensor
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5501
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Heat Power
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1.5W
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Measurement Time
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1s
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C、測量結果：
4922 5501
上圖就是使用不一樣的Sensor來檢測相同的材料，所檢測出來的結果，由這2張檢測的結果圖可以看出以下幾點：
1. Hot Disk的檢測方式再現性很好，所以偏差值很低
2. 另外在Sensor的選擇上基本上只要對於樣品來說不要太小都可以檢測，所以不會限制太多
3. 相同的材料用不同的量測條件依然會得到相同的數據
四、結論
經過我們的實驗後，驗證了當初的理論，只要材料的材質沒有改變，不管量測的條件如何都可以檢測出相同的數據，因此我們不管是使用4922 或 5501只要條件能夠符合量測所得到的結果都會是相同的，後續我們還在做更多的測量，例如：改變樣品的大小、高度…等等，去驗證熱傳導係數的值是材料本質不會改變。
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