熱傳導-TC Hot Disk量測粉末樣品熱傳導係數注意事項
Hot Disk量測粉末樣品熱傳導係數注意事項
粉末的樣品在測試時必須注意一些參數，因為樣品本身的特性非常容易受外界影響而改變特性。Ex:壓力、顆粒大小、真空度。
因為壓力會影響packing density(堆積密度)，進而影響顆粒間空氣的比例，就好像水溶液中，添加物的比例改變一樣，當空氣比例變少，熱傳導就會升高，就好像低熱傳導水溶液添加相對高熱傳的粉末一樣，無機添加物增加，水溶液相對變少，則熱傳會增加一樣。
如果將粉末抽真空則空氣不見了，當真空度越高時則熱在粉末中的熱傳遞僅剩下固體顆粒的接觸產生的熱傳，當然packing density決定熱傳導係數，因為顆粒接觸面積越大則熱所有的途徑越多、越快。
如果粉末的顆粒大小改變，其實類似壓縮粉末中顆粒的接觸面積，此時顆粒大小與熱傳並非呈現一直線的線性關係，而有最適當顆粒大小，可以達到最高熱傳導係數。
所以壓力、顆粒大小及真空度是會改變受測樣品的熱傳導及熱擴散，差異並非來自測試的方法差異, 而且與測試的儀器無關。而一般無機粉末當細微至一個粒徑就無法改變熱傳導，所以當無機粉末燒結時就是用另一種方法改變顆粒間的接觸面積，而燒結的溫度及壓力亦會影響成品的熱傳導係數，所以就算是同一種材料，燒結方式不同亦會有不同熱傳導係數。
Thermal conductivity of 24 μm glass fibers at room temperature :
|
Density
|
0.032 g/cm3
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0.048 g/cm3
|
0.095 g/cm3
|
|
Test 1
|
0.019
|
0.018
|
0.023
|
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Test 2
|
0.018
|
0.018
|
0.024
|
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Test 3
|
0.019
|
0.019
|
0.029
|
|
Test 4
|
0.018
|
0.020
|
0.024
|
|
Test 5
|
0.018
|
0.019
|
0.024
|
|
Average
|
0.0184
|
0.0188
|
0.0248
|
Thermal conductivity of graphitic BN at room temperature:
|
Density
|
0.021 g/cm3
|
0.033 g/cm3
|
0.085 g/cm3
|
|
Test 1
|
0.021
|
0.024
|
0.026
|
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Test 2
|
0.023
|
0.022
|
0.026
|
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Test 3
|
0.022
|
0.023
|
0.029
|
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Test 4
|
0.023
|
0.023
|
0.025
|
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Test 5
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0.022
|
0.023
|
0.025
|
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Average
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0.0222
|
0.023
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0.0262
|
結論:
由此數據歸納看來，原材料glass fibers的熱傳導係數約為0.03-0.05 W/mK，由於粉末狀包含大量空氣的情況下，因而造成有孔隙的存在，有孔隙存在就會有接觸熱阻的發生，由於粉末狀材料的結構、密度、多孔性，都是影響其熱傳導之重要因素。與燒結成塊或利用原子接觸傳遞相比，熱傳較低;實驗條件來看不同的密度下所造成的數據因各量測點的溫差變異，所以相對誤差也不同。
即便是類似於粉片狀的BN也是一樣的結果。所以如果要測試粉末在不同的壓力時，顆粒大小及真空度都會得到一個熱傳導係數，數字都會不同，這都是正確的，因為材料本身性質改變了，同時也改變熱傳導係數。
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