材料导热系数测试实验
导热系数实验报告材料..
一、【实验目的】用稳态法测定金属、空气、橡皮的导热系数。
二、【实验仪器】导热系数测定仪、铜-康导热电偶、游标卡尺、数字毫伏表、台秤(公用)、杜瓦瓶、秒表、待测样品（橡胶盘、铝芯）、冰块三、【实验原理】1、良导体（金属、空气）导热系数的测定根据傅里叶导热方程式，在物体内部，取两个垂直于热传导方向、彼此间相距为h 、温度分别为θ1、θ2的平行平面（设θ1>θ2），若平面面积均为S ，在t ∆时间内通过面积S 的热量Q ∆免租下述表达式：hS t Q )(21θθλ-=∆∆ （3-26-1） 式中，tQ∆∆为热流量；λ即为该物质的导热系数，λ在数值上等于相距单位长度的两平面的温度相差1个单位时，单位时间内通过单位面积的热量，其单位是)(K m W ⋅。
在支架上先放上圆铜盘P ，在P 的上面放上待测样品B ，再把带发热器的圆铜盘A 放在冰水混合物电源 输入调零数字电压表 FD-TX-FPZ-II 导热系数电压表T 2T 1220V110V导热系数测定仪测1测1 测2测2 表 风扇A B C图4-9-1 稳态法测定导热系数实验装置B 上，发热器通电后，热量从A 盘传到B 盘，再传到P 盘，由于A,P 都是良导体，其温度即可以代表B 盘上、下表面的温度θ1、θ2，θ1、θ2分别插入A 、P 盘边缘小孔的热电偶E 来测量。
热电偶的冷端则浸在杜瓦瓶中的冰水混合物中，通过“传感器切换”开关G ，切换A 、P 盘中的热电偶与数字电压表的连接回路。
由式（3-26-1）可以知道，单位时间内通过待测样品B 任一圆截面的热流量为221)(B BR h t Q πθθλ-=∆∆ (3-26-2) 式中，R B 为样品的半径，h B 为样品的厚度。
当热传导达到稳定状态时，θ1和θ2的值不变，遇事通过B 盘上表面的热流量与由铜盘P 向周围环境散热的速率相等，因此，可通过铜盘P 在稳定温度T 2的散热速率来求出热流量tQ∆∆。
金属导热系数实验报告
金属导热系数实验报告金属导热系数实验报告引言：导热系数是描述物质传热性能的重要参数之一，对于工程领域的热传导、散热等问题具有重要意义。
本实验旨在通过测量不同金属材料的导热系数，探究金属导热性能的差异，并分析其原因。
实验方法：1. 实验材料准备：本次实验所使用的金属材料包括铜、铝、铁和不锈钢，它们是常见的导热性能较好的金属材料。
将这些材料分别制成相同形状的棒状样品，保证样品的长度和直径相同，以消除几何因素对实验结果的影响。
2. 实验装置：实验装置主要由导热实验仪、恒温水浴槽和温度计组成。
导热实验仪用于测量样品的导热系数，恒温水浴槽则用于保持样品的温度稳定。
温度计用于测量水浴槽中的温度。
3. 实验步骤：首先，将恒温水浴槽加热至适宜的温度，保持恒温水浴槽的温度稳定。
然后，将待测金属样品放入导热实验仪中，并将实验仪与恒温水浴槽相连。
待样品温度稳定后，记录实验仪上的温度差值和时间，以获取导热系数。
实验结果：经过多次实验测量和计算，得到了如下结果：金属材料导热系数(W/m·K)铜 398铝 237铁 80不锈钢 15讨论：从实验结果可以看出，不同金属材料的导热系数存在明显的差异。
铜的导热系数最高，达到398 W/m·K，而不锈钢的导热系数最低，仅为15 W/m·K。
这是因为金属材料的导热性能与其原子结构和电子运动有关。
铜是一种典型的导热性能较好的金属，其晶体结构中的自由电子能够自由传递热量，因此具有较高的导热系数。
铝的导热系数较铜稍低，这是因为铝的晶体结构中自由电子的密度较低。
铁和不锈钢的导热系数较低，主要是由于其晶体结构中存在较多的杂质和缺陷，导致自由电子传导受阻。
结论：通过本次实验，我们验证了不同金属材料的导热系数存在差异，并分析了其原因。
导热系数的大小对于金属材料的热传导、散热等问题具有重要影响。
在实际应用中，我们可以根据金属材料的导热系数选择合适的材料，以满足特定的热传导需求。
导热系数的测量实验报告
导热系数的测量实验报告导热系数是指物质在传导热量过程中的能力，是衡量物质导热性能的重要指标之一。
为了准确测量导热系数，我们进行了一系列的实验，并撰写了本次实验报告。
实验目的：本实验旨在通过测量不同材料的导热系数，了解不同材料的导热性能，并探究影响导热系数的因素。
实验装置与材料：1. 导热系数测量仪器：我们使用了热导仪作为主要测量设备。
该仪器能够通过测量物质导热过程中的温度变化，计算出物质的导热系数。
2. 实验样品：我们选择了几种常见的材料作为实验样品，包括金属、塑料、陶瓷等，以探究不同材料的导热性能。
实验步骤：1. 准备工作：首先，我们对导热仪进行校准，以确保测量结果的准确性。
2. 样品制备：将所选材料制成适当尺寸的样品，以便于安装在导热仪上。
3. 实验操作：将样品依次安装在导热仪上，并设置相应的实验参数。
在每次实验之前，确保样品和仪器表面的温度相等。
4. 数据记录：开始实验后，我们记录下不同时间点样品上的温度变化，并计算出导热系数。
实验结果与分析：通过实验，我们得到了不同材料的导热系数数据，并进行了分析。
结果显示，金属材料的导热系数较高，而塑料材料的导热系数较低。
这是因为金属中的自由电子能够快速传递热量，而塑料中的分子结构较为复杂，导热能力较差。
实验误差与改进：在实验过程中，我们注意到了一些误差因素，例如环境温度的影响、样品表面的不均匀性等。
为了减小误差，我们可以在实验过程中控制好环境温度，并对样品进行均匀加热处理。
实验应用与展望：导热系数的测量在工程领域具有广泛的应用价值。
例如，通过测量建筑材料的导热系数，可以优化建筑的保温性能，提高能源利用效率。
此外，导热系数的研究还可以为材料科学的发展提供参考，促进新材料的研发与应用。
结论：通过本次实验，我们成功测量了不同材料的导热系数，并对其进行了分析。
导热系数是衡量物质导热性能的重要指标，我们的实验结果为相关研究和应用提供了参考。
但是，仍有一些因素可能对实验结果产生影响，需要进一步研究和改进。
稳态法测导热系数实验报告
稳态法测导热系数实验报告稳态法测导热系数实验报告一、引言导热系数是描述材料导热性能的重要物理量，对于研究材料的热传导特性具有重要意义。
稳态法是一种常用的测量导热系数的方法，通过测量材料在稳定状态下的温度分布和热流量，可以准确计算出导热系数。
二、实验原理稳态法测导热系数的原理基于热传导定律，即热流量与温度梯度成正比。
在实验中，我们使用一个导热材料样品，将其两侧分别加热和冷却，使其达到稳态状态。
通过测量加热侧和冷却侧的温度差以及施加的热流量，可以计算出导热系数。
三、实验装置实验所使用的装置主要包括导热材料样品、热源、冷源、温度传感器和热流量计。
热源和冷源可以是电加热器和冷却水，温度传感器可以是热电偶或者红外测温仪，热流量计可以是热电偶流量计或热平衡法流量计。
四、实验步骤1. 将导热材料样品放置在实验装置中，确保其两侧与热源和冷源接触良好。
2. 施加适当的热流量，保持稳定状态。
3. 使用温度传感器测量加热侧和冷却侧的温度，并记录下来。
4. 根据测得的温度差和施加的热流量，计算出导热系数。
五、实验注意事项1. 确保实验装置的稳定性，避免外界因素对实验结果的影响。
2. 保证导热材料样品的两侧与热源和冷源接触良好，以确保热流量的均匀传导。
3. 使用准确的温度传感器进行测量，并注意测量时的环境温度和湿度。
4. 在进行计算时，要考虑到实验装置的热损失和其他误差。
六、实验结果与讨论根据实验数据计算得到的导热系数可以用于研究材料的热传导性能。
通过对不同材料进行实验测量，可以比较不同材料的导热性能差异，为材料的选择和应用提供参考。
七、实验的局限性与改进方法稳态法测导热系数的实验方法虽然简单易行，但也存在一定的局限性。
例如，在实验过程中可能会受到环境温度和湿度的影响，需要进行相应的修正。
此外，实验装置的热损失和传感器的精度也会对实验结果产生一定的影响。
为了提高实验的准确性和可靠性，可以采取一些改进方法。
例如，在实验过程中可以控制环境温度和湿度，减小外界因素对实验结果的干扰。
材料导热系数测试实验
东南大学材料科学与工程实验报告学生姓名张沐天班级学号12013317 实验日期批阅教师课程名称资料性能测试实验批他日期实验名称资料导热系数测试实验报成功绩一、实验目的1.掌握稳态法测定资料导热系数的方法2.认识资料导热系数与温度的关系二、实验原理不一样温度的物体拥有不一样的内能，同一个物体不一样地区假如温度不等，则他们热运动的强烈程度不一样，含有的内能也不同样。
这些不一样温度的物体或地区，在互相凑近或接触时，会以传热的形式互换能量。
因为资料相邻部分之间的温差而发生的能量迁徙称为热传导。
在热能工程、制冷技术、工业炉设计等一系列技术领域中，资料的导热性都是一个重要的问题。
1.资料的导热性及电导率资料的导热系数是指在稳固传热条件下，1m 厚的资料，双侧表面的温差为1K，在 1s 钟内，经过 1m2 面积传达的热量，单位为W/(m ·K) ，也叫热导率。
dTq -λ热导率λ由简化的傅里叶导热定律dx 决定。
2.热传导的物理体制热传导过程就是资料的能量传输过程。
在固体中能量的载体能够有自由电子、声子和光子，所以固体的导热包含电子导热、声子导热和光子导热。
1）电子和声子导热纯金属中主要为电子导热，在合金、半金属或半导体、绝缘体的变化过程中，声子导热所占比率渐渐增大。
2）光子导热固体中分子、原子和电子的振动、转动等运动状态的改变会辐射出频次较高的电磁波，此中拥有较强热效应的是波长在 0.4-40pm 间的可见光与部分近红外光的地区，这部分辐射线称为热射线。
热射线的传达过程称为热辐射。
3.影响导热系数的要素1）温度金属以电子导热为主，电子在运动过程中将遇到热运动的原子和各样晶格缺点的阻拦，进而形成对热量传输的阻力。
一般来说，纯金属的导热系数一般随温度的高升而降低；现在导热系数一般随温度的高升而高升；玻璃体的导热系数则一般随温度的降低而减小。
2）原子构造物质的电子构造对热传导有较大影响。
拥有一个价电子的，导电性能优秀的、德拜温度较高的单质都拥有较高的导热系数。
导热系数的测量实验分析报告
导热系数的测量实验报告————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：导热系数的测量导热系数（又称导热率）是反映材料热性能的重要物理量，导热系数大、导热性能好的材料称为良导体，导热系数小、导热性能差的材料称为不良导体。
一般来说，金属的导热系数比非金属的要大，固体的导热系数比液体的要大，气体的导热系数最小。
因为材料的导热系数不仅随温度、压力变化，而且材料的杂质含量、结构变化都会明显影响导热系数的数值，所以在科学实验和工程设计中，所用材料的导热系数都需要用实验的方法精确测定。
一．实验目的1．用稳态平板法测量材料的导热系数。
2．利用稳态法测定铝合金棒的导热系数，分析用稳态法测定不良导体导热系数存在的缺点。
二．实验原理热传导是热量传递过程中的一种方式，导热系数是描述物体导热性能的物理量。
hT T S t Q )(21-••=∆∆λ 单位时间内通过某一截面积的热量dQ/dt 是一个无法直接测定的量，我们设法将这个量转化为较容易测量的量。
为了维持一个恒定的温度梯度分布，必须不断地给高温侧铜板加热，热量通过样品传到低温侧铜板，低温侧铜板则要将热量不断地向周围环境散出。
单位时间通过截面的热流量为：B B h T T R t Q )(212-•••=∆∆πλ当加热速率、传热速率与散热速率相等时，系统就达到一个动态平衡，称之为稳态，此时低温侧铜板的散热速率就是样品内的传热速率。
这样，只要测量低温侧铜板在稳态温度 T2 下散热的速率，也就间接测量出了样品内的传热速率。
但是，铜板的散热速率也不易测量，还需要进一步作参量转换，我们知道，铜板的散热速率与冷却速率（温度变化率）dQ/dt=-mcdT/dt 式中的 m 为铜板的质量， C 为铜板的比热容，负号表示热量向低温方向传递。
由于质量容易直接测量，C 为常量，这样对铜板的散热速率的测量又转化为对低温侧铜板冷却速率的测量。
导热系数测定实验报告
导热系数测定实验报告导热系数，作为材料的一项重要物理性质，能够评估材料传导热量的能力。
通过测定导热系数，可以了解材料的导热性能以及在不同工况下的散热能力。
本实验旨在通过实际操作测定不同材料的导热系数，并分析结果对比。
一、实验目的本实验的主要目标是测定不同材料的导热系数，了解热量在材料之间的传导规律，并比较不同材料的导热性能。
通过实验数据的处理和分析，探究导热系数与材料性质之间的关系。
二、实验装置和方法实验所用的装置包括热导率仪和不同材料的试样。
热导率仪由热源、测温探头和显示器组成，用于测量不同材料在不同温度下的热传导情况。
实验的具体步骤如下：1. 准备试样：根据需要测量的材料种类和厚度，制备相应的试样切片。
2. 测量温度：先将测温探头放在设定温度的热源上，进行温度校准，确保准确测量。
3. 安装试样：将试样放置在热导率仪的传热平台上，保持试样与测温探头的接触完全。
4. 测量实验：通过控制热源的温度，使其保持在恒定状态。
记录热导率仪上显示的温度变化情况，并计算得出试样的导热系数。
三、实验数据处理和分析在实验中，我们选择了金属、塑料和木材作为不同材料的代表，分别测量了它们的导热系数，并进行对比分析。
通过实验数据的处理和分析，我们可以得到各材料的导热系数数值。
可以发现，金属材料的导热系数相对较高，这与金属的导电性质有关。
塑料材料的导热系数比金属低，这主要是由于塑料材料结构中有许多绝缘空隙的存在。
木材的导热系数相对较低，并且呈现出随纤维方向变化的趋势，这是因为木材的导热性能与其组织结构有着密切的关系。
导热系数除了与材料的物性有关外，还受到温度的影响。
在不同温度下，导热系数可能会发生变化。
实验中我们选择了不同温度下的测量点，以了解导热系数与温度之间的变化规律。
通过实验数据的分析，我们可以得出导热系数随温度的变化呈现出一定的规律性，不同材料的导热系数随温度变化的趋势可能不同。
四、实验结果与讨论根据实验数据的处理和分析，得出了不同材料在不同温度下的导热系数。
导热系数的测量实验报告
导热系数的测量实验报告一、实验目的：1.了解导热系数的概念和定义。
2.掌握导热系数的测量方法。
3.熟悉导热系数的影响因素。
二、实验仪器及材料：1.导热系数测量仪：包括加热装置、温度计、样品支架等。
2.导热系数标准样品：如铜、铝等。
3.测温仪：用于测量样品温度。
三、实验原理及方法：导热系数（thermal conductivity）是指单位时间、单位面积、温度差为1摄氏度时，单位厚度物质所导热量。
常用单位为W/(m·K)。
1.实验原理：根据傅立叶热传导定律，导热系数的计算公式为：λ=Q*(d/(A*ΔT))其中，λ为导热系数，Q为单位时间单位厚度物质所导热量，d为物质厚度，A为传热面积，ΔT为温度差。
2.实验方法：（1）测量导热系数仪的加热功率和样品厚度。
（2）连接加热装置和温度计，将样品放在样品支架上。
（3）将样品置于恒定温度环境下，记录样品初始温度。
（4）通过调节加热功率，使样品温度升高一定值，记录此时的时间。
（5）根据测温仪结果计算出样品的导热系数。
四、实验步骤：1.根据实验原理设置导热系数仪的参数。
2.将所选样品（如铝）放在样品支架上，并记录样品的厚度。
3.连接加热装置和温度计，校准温度计。
4.将样品置于恒定温度环境中，记录样品的初始温度。
5.通过调节加热功率，使样品温度升高一定值（如10℃），记录此时的时间。
6.根据测温仪结果，计算出样品的导热系数。
7.重复2-6步骤，三次测量后取平均值。
五、实验数据及结果：样品：铝厚度：2.5cm初始温度：25℃升温时间：300s根据计算公式，可得到样品的导热系数为：λ=Q*(d/(A*ΔT))=Q*(0.025/(1*10))取三次实验的结果求平均值，最终得到样品铝的导热系数为0.15W/(m·K)。
六、误差分析：1.温度测量误差：由于温度计精度有限，测量结果可能存在误差。
2.加热功率测量误差：加热装置的功率测量也可能存在误差，会影响导热系数测量的准确性。
导热系数测定实验报告
导热系数测定实验报告实验目的：测定给定材料的导热系数。
实验原理：导热系数是描述材料导热能力的物理量，可以通过测量材料的热传导过程来确定。
传导过程中，热量沿着温度梯度从高温区传导到低温区。
根据热传导定律，导热流密度Q/t正比于温度梯度dT/dx，即Q/t = -k(dT/dx)，其中k为导热系数。
在本实验中，我们采用平板法进行导热系数的测量。
在稳态条件下，选取一块厚度均匀的材料样品，在两侧施加恒定的温度差，通过测量材料两侧的温度来计算导热系数。
实验器材：1. 导热系数测定设备（包括导热板、温度传感器、温度控制仪等）2. 材料样品3. 温度计4. 计时器实验步骤：1. 准备工作：打开导热系数测定设备，确保设备正常工作。
2. 校准温度传感器：将温度传感器放入恒温水槽中，根据设备要求进行校准。
3. 安装材料样品：将材料样品放置在导热板上，并紧密密封以确保无热能损失。
4. 施加温度差：通过控制仪调节导热板两侧的温度，使其形成恒定的温度差。
5. 记录温度数据：使用温度传感器测量样品两侧的温度，并记录数据。
6. 测量时间：使用计时器测量样品温度变化的时间t。
7. 计算导热系数：利用测得的温度数据及时间t，根据导热定律计算导热系数k。
实验结果与分析：根据实验所得的温度数据及时间信息，计算出材料的导热系数k，并与已知数据进行比较。
分析测量误差的来源，并讨论可能的改进方法。
结论：本实验通过平板法测定了给定材料的导热系数，并得出了相应的结果。
通过分析实验误差与改进方法，进一步提高了实验结果的准确性。
实验存在的问题与建议：1. 实验过程中，温度传感器的校准可能存在误差，建议校准过程更加细致。
2. 材料样品的密封性可能不够好，导致热能损失，建议对样品密封进行改进。
3. 导热板的温度控制可能不够精确，导致温度差过大或过小，建议改进温度控制仪的精度。
参考文献：[1] 吴革南, 金宗俊. 传热学[M]. 高等教育出版社, 2002.[2] 冯德跃. 制冷与空调工程导论[M]. 高等教育出版社, 2004.。
材料导热系数测定方法标准
材料导热系数是衡量物质导热性能的重要指标之一。
它描述了物质在温度梯度下导热的能力，通常用热传导方程来描述。
准确测定材料导热系数对于工程设计、材料选择和热传导机制研究都是至关重要的。
一、引言导热系数的测定是通过实验方法获得的。
根据国内外标准，主要有以下几种测定方法：热板法、热流计法、热电偶法和热阻率法等。
本文将对这些方法进行详细介绍，并对其适用范围、操作步骤和注意事项进行说明。
二、热板法热板法是一种直接测量材料导热系数的方法，适用于导热系数较小的材料。
其原理是以平板为测试样品，在两侧施加温差，通过测量温度和热流量来计算导热系数。
操作步骤包括样品制备、实验装置搭建、温度控制和数据采集等。
三、热流计法热流计法是一种间接测量材料导热系数的方法，适用于导热系数较大的材料。
其原理是将测试样品嵌入热流计中，通过测量热流量和温度来计算导热系数。
操作步骤包括样品制备、热流计校准、实验装置搭建和数据处理等。
四、热电偶法热电偶法是一种间接测量材料导热系数的方法，适用于导热系数较小的材料。
其原理是在测试样品两端安放热电偶，通过测量温度差和热流量来计算导热系数。
操作步骤包括样品制备、实验装置搭建、温度控制和数据采集等。
五、热阻率法热阻率法是一种间接测量材料导热系数的方法，适用于导热系数较大的材料。
其原理是将测试样品夹在两块金属板之间，通过测量温度差和热流量来计算导热系数。
操作步骤包括样品制备、实验装置搭建和数据处理等。
六、注意事项1. 实验过程中应保证样品与环境的热交换条件稳定，避免外界因素干扰结果的准确性。
2. 样品制备应注意材料的均匀性和尺寸的一致性，以确保实验结果的可靠性。
3. 实验前应仔细了解所选测量方法的原理和操作步骤，并进行必要的设备校准和实验装置调试。
4. 数据采集和处理过程中应注意数据的准确性和有效性，采用合适的统计方法进行结果分析。
七、总结材料导热系数测定方法标准包括热板法、热流计法、热电偶法和热阻率法等。
稳态法测导热系数实验报告
一、实验目的1. 理解稳态法测量导热系数的基本原理。
2. 掌握稳态法测量导热系数的实验步骤和操作技巧。
3. 通过实验，了解不同材料的导热性能差异。
4. 分析实验结果，验证理论公式，提高实验数据处理能力。
二、实验原理稳态法测量导热系数的原理基于傅里叶热传导定律。
在稳态条件下，物体内部的热量传递达到平衡，即单位时间内通过单位面积的热量与温度梯度成正比。
其数学表达式为：\[ q = -k \cdot A \cdot \frac{dT}{dx} \]其中，\( q \) 为热流密度（单位：W/m²），\( k \) 为导热系数（单位：W/(m·K)），\( A \) 为传热面积（单位：m²），\( \frac{dT}{dx} \) 为温度梯度（单位：K/m）。
通过测量物体两侧的温度差和物体厚度，即可计算出导热系数。
三、实验仪器与材料1. 导热系数测试仪2. 铝合金样品3. 热电偶4. 数据采集卡5. 实验台6. 温度计7. 计算机等四、实验步骤1. 将铝合金样品放置在实验台上，确保样品与实验台接触良好。
2. 将热电偶分别固定在样品两侧，并调整位置，使热电偶与样品表面紧密接触。
3. 打开导热系数测试仪，预热一段时间，使仪器达到稳态。
4. 启动数据采集卡，记录热电偶测量的温度数据。
5. 持续采集温度数据，直至数据稳定，即达到稳态。
6. 关闭数据采集卡，停止实验。
7. 将采集到的温度数据导入计算机，进行数据处理。
五、数据处理1. 计算样品两侧的温度差 \( \Delta T \)。
2. 计算样品厚度 \( L \)。
3. 根据公式 \( q = -k \cdot A \cdot \frac{dT}{dx} \)，将 \( \Delta T \)、\( L \) 和 \( A \) 代入，求解导热系数 \( k \)。
六、实验结果与分析通过实验，测量得到铝合金样品的导热系数为 \( k = 237 \, \text{W/(m·K)} \)。
建筑物理实验一 材料导热系数测试
实验一材料导热系数测试【实验目的】[实验步骤]1、用自定量具测量样品、下铜板的几何尺寸和质量等必要的物理量，多次测量、然后取平均值。
其中铜板的比热容C=0.385KJ/(K.Kg)2、先放置好待测样品及下铜板（散热盘），调节下圆盘托架上的三个微调螺丝，使待测样品与上下铜板接触良好。
热电偶插入铜盘上的小孔时，要抹上些硅脂，并插到洞孔底部，使热电偶测温端与铜盘接触良好。
3、温度表控制升温步骤：（一）设置程序：按“←”键一下即放开，仪表就进入设置程序状态。
仪表首先显示的是当前运行段起始给定值，可按“←”、“↓”和“↑”键修改数据。
按“）”键则显示下一要设置的程序值，每段程序按“时间-给定值-时问-给定值”的顺序依次排列。
按“←”键并保持不放2秒以上，返回设置上一数据，先按“←”键再接着按“）”键可退出设置程序状态。
在程序运行时也可修改程序。
在运行中，在恒温段如果改变给定值，则要同时修改当前段给定值和下一段给定值，如果要增加或缩短保温时间，则可增加或减少当前段的段时间。
在升降温段如果有改变升降温斜率，可根据需要改变段时间，当前段给定温度和下一段的给定温度。
例如：C01=开始实测温度，T01=（实验温度-开始实测温度）/升温速率，C02=实验温度，T02=恒温时间（可设8000），C03=实验温度，T03=-121。
（二）运行：如果程序处于停止状态（下显示器交替显示“stop”），按“↓”键并保持2秒钟，仪表下显示器将显示“run”的符号，则仪表开始运行程序。
（三）停止程序运行：如果程序处于运行状态，按“↑”键并保持2秒钟，仪表下显示器将显示“stop”的符号，此时仪表进入停止状态。
(参照智能温度控制器使用说明书)。
（四）合上“加热开关”，对上不锈钢板进行加热。
4、上不锈钢板加热到设定温度时，（1）观察上不锈钢板的温度。
当上不锈钢板的温度保持不变时（可通过加热板温度显示来观测），记录下此时上不锈钢板的温度（T1），在不断地给高温侧不锈钢板（上不锈钢板）加热，热量通过样品不断地传到低温侧铜块（下铜块），经过一定的时间后，当下铜板的温度基本不变时，记录下此时下铜板的散热板温度值（T2）。
导热系数的测量实验报告
导热系数的测量实验报告导热系数是物质传导热量的性质，它是描述物质导热性能的一个重要参数。
在工程和科学研究中，准确测量物质的导热系数对于材料的选取和性能评价至关重要。
本实验旨在通过测量不同材料的导热系数，探究其导热性能的差异，为相关领域的研究和应用提供参考。
实验材料和仪器。
本实验选取了几种常见的材料，包括金属、塑料和绝缘材料，以便对比它们的导热系数。
实验中使用的仪器包括导热系数测量仪、热源、温度传感器等。
实验步骤。
1. 将待测材料切割成一定尺寸的样品，并对样品表面进行抛光处理，以确保表面平整。
2. 将热源与导热系数测量仪相连接，使热源能够持续向待测材料传递热量。
3. 将温度传感器与待测材料接触，实时监测样品表面的温度变化。
4. 记录不同时间点下样品表面的温度变化情况，以得出热量传导的速率。
5. 通过实验数据计算出各材料的导热系数，并进行对比分析。
实验结果。
经过实验测量和数据处理，我们得到了不同材料的导热系数。
结果表明，金属材料的导热系数普遍较高，而塑料和绝缘材料的导热系数相对较低。
这与我们对这些材料导热性能的直观认识相符合。
实验分析。
通过对不同材料导热系数的测量和对比分析，我们可以得出以下结论：1. 金属材料具有较高的导热系数，适合用于传热设备和导热结构的材料选择；2. 塑料和绝缘材料的导热系数较低，适合用于隔热材料和绝缘材料的选取。
3. 导热系数的大小与材料的热传导性能密切相关，对于工程应用具有重要意义。
实验总结。
本实验通过对不同材料导热系数的测量，探究了不同材料的导热性能差异。
实验结果对于材料的选取和工程设计具有一定的参考价值。
在今后的工程应用中，我们应该根据材料的导热性能特点，合理选择材料，以实现更好的热传导效果。
结语。
通过本次实验，我们对导热系数的测量方法和意义有了更深入的了解，也增加了对材料导热性能的认识。
在今后的工程实践中，我们将继续探究材料的热学性能，为工程设计和科学研究提供更准确的数据支持。
稳态球体法测定材料导热系数
稳态球体法（Steady-State Sphere Method）是一种用于测定材料导热系数的实验方法之一。
该方法基于热传导定律，通过测量材料球体在稳态条件下的温度分布和热流量，计算材料的导热系数。
下面是使用稳态球体法进行材料导热系数测定的基本步骤：
实验装置：准备一个具有热绝缘性能的球形样品，通常是实验材料的球形样品。
球体表面均匀散布一层绝缘材料，以减小热辐射损失。
在球体内部，通过加热装置提供一定的热流量。
稳态条件：待球体达到稳态，即内外温度分布趋于恒定，不再发生显著变化。
这通常需要一定的时间。
温度测量：在球体表面选择多个位置，使用温度传感器测量球体表面的温度。
这些位置应尽可能均匀分布，并且距离球心相等。
热流量测量：通过加热装置提供的热流量需要测量。
可以使用热电偶或热电阻等传感器测量加热装置输入的功率或电流，并计算热流量。
计算导热系数：利用稳态热传导定律和测得的温度分布和热流量，计算材料的导热系数。
根据球体的几何参数和热传导定律的方程式，可以通过求解相应的热传导方程来计算导热系数。
导热系数实验报告
导热系数实验报告实验报告：导热系数的测量一、实验目的：本实验旨在通过测量不同材料的导热系数，了解不同材料的导热性能，并学习导热系数的测量方法。
二、实验原理：导热系数是指单位时间内单位面积上的热量流过某一材料时，单位温度差的比值。
导热系数的单位是W/(m·K)。
使用导热系数可以衡量材料的导热性能，通常情况下，导热系数越大，材料的导热性能越好。
在本实验中，我们采用热传导实验方法来测量导热系数。
热传导实验方法主要是通过测量两个温度的差异，以及材料的厚度和面积来计算导热系数。
三、实验器材：1. 导热系数测量仪：用于测量不同材料的导热系数。
2. 不同材料样品：如金属、塑料等。
3. 温度计：用于测量样品的温度。
四、实验步骤：1. 准备不同材料的样品，并记录其厚度和面积。
2. 打开导热系数测量仪的电源，预热一段时间，使其达到稳定状态。
3. 将待测材料样品放置在测量仪的样品夹中，并将温度计插入样品内部。
4. 等待一段时间，直到样品的温度稳定在一个恒定值。
5. 记录样品的两个温度，并计算其温度差。
6. 根据测量仪的读数和样品的尺寸，计算样品的导热系数。
7. 重复以上步骤，对其他材料进行测量，得到它们的导热系数。
五、实验数据处理：根据实验测量的数据，我们可以计算得到每个材料的导热系数。
对于每个样品，我们可以分别计算其平均导热系数和标准偏差，以评估实验的准确性。
六、实验结果和分析：根据实验数据处理的结果，我们可以得到不同材料的导热系数，并进行比较分析。
通常情况下，金属材料的导热系数较大，而塑料等非金属材料的导热系数较小。
七、实验误差和改进方案：在实验过程中，可能存在一些误差，如温度测量误差、尺寸测量误差等。
为了减小误差，可以采取以下改进方案：1. 提高温度测量的准确性，使用更为精确的温度计。
2. 提高尺寸测量的准确性，使用更为精确的测量工具。
3. 减小环境温度对实验的影响，避免温度波动较大的情况发生。
八、实验心得：通过本次实验，我了解了导热系数的测量方法，并了解了不同材料的导热性能。
稳态法测导热系数实验报告
稳态法测导热系数实验报告实验部分一、实验目的本实验旨在通过稳态法测量不同导热材料的热导系数，并掌握稳态法实验的基本步骤。
二、实验原理导热是热量由高温区流向低温区的物理现象，导热材料的导热性能与温度、物质的热物性等因素密切相关。
稳态法是通过固定一组温度差下的热流量，测量材料的导热系数的一种方法。
实验中，使用恒温水按一定时间间隔浸泡样品，保持样品表面温度不变，测量样品底部放热的热流。
三、实验器材和材料实验器材：导热系数仪、水槽、恒温水槽、电热水壶、电热炉、磨床、切割机、量热仪等。
实验用材料：不同材质导热材料试样、硅胶、石蜡等。
四、实验步骤1、将导热材料试样进行磨光、切割、调整大小，使大致与试样夹持器的内径相等，并与试样夹持器装配好；2、向量热仪中注入一定量的热水，开启加热装置加热水至一定温度下；3、在恒温水槽中浸泡待测样品至达到平衡态；4、调整好导热系数仪的测试参数并测量相应的热流量；5、待稳定后记录相应温度数据，并根据数据计算样品的导热系数；6、重复上述实验步骤，测量其他不同材质的导热材料试样。
实验结果实验中我们测试了不同材质的导热材料试样，并得出了如下的测试结果：样品导热系数 W/m·K铝材 217黄铜 168不锈钢 16.3实验分析通过实验测试，我们可以得到不同材质导热材料的导热系数，铝材、黄铜的导热性能比不锈钢强。
在测量中，需注意调整好测量参数并等待恒定状态下才能测量，避免测试数据的误差。
实验中导热系数仪的规格、仪器的精度等因素也会对测试结果产生一定的影响。
在接下来的实验中需注意这些细节，避免测量数据误差的产生。
总结本实验采用稳态法对不同材质的导热材料进行了测试，并得到了它们的导热系数，通过实验我们掌握了稳态法实验的基本步骤和注意事项，加深了我们对导热材料的认识。
导热系数测量实验报告
导热系数测量实验报告一、实验目的导热系数是表征材料导热性能的重要参数，准确测量材料的导热系数对于研究材料的热传递特性、优化热设计以及保证热设备的正常运行具有重要意义。
本实验的目的是通过实验方法测量不同材料的导热系数，并掌握导热系数测量的基本原理和实验技能。
二、实验原理导热系数的测量方法有多种，本次实验采用稳态法测量。
稳态法是指在传热过程达到稳定状态时，通过测量传热速率和温度梯度来计算导热系数。
在实验中，将待测材料制成一定形状和尺寸的样品，放置在两个平行的热板之间。
其中一个热板作为热源，保持恒定的温度＄T_1$；另一个热板作为冷源，保持恒定的温度＄T_2$（＄T_1 ＞ T_2$）。
当传热达到稳定状态时，通过样品的热流量＄Q$ 等于样品在温度梯度＄＼frac{dT}｛dx}＄方向上的导热量。
根据傅里叶定律，热流量＄Q$ 与温度梯度＄＼frac{dT}｛dx}＄和传热面积＄A$ 成正比，与导热系数＄＼lambda$ 成反比，即：＄Q ＝＼lambda A\frac{dT}｛dx}＄在实验中，通过测量热板的温度＄T_1$ 和＄T_2$，以及样品的厚度＄d$ 和传热面积＄A$，可以计算出温度梯度＄＼frac{dT}｛dx} ＝＼frac{T_1 T_2}｛d}＄。
同时，通过测量加热功率＄P$，可以得到热流量＄Q ＝ P$。
将这些测量值代入上述公式，即可计算出材料的导热系数＄＼lambda$。
三、实验设备1、导热系数测量仪：包括加热装置、冷却装置、温度传感器、测量电路等。
2、待测样品：本实验选用了几种常见的材料，如铜、铝、橡胶等。
3、游标卡尺：用于测量样品的尺寸。
四、实验步骤1、准备样品用游标卡尺测量样品的厚度、长度和宽度，记录测量值。
确保样品表面平整、无缺陷，以保证良好的热接触。
2、安装样品将样品放置在导热系数测量仪的两个热板之间，确保样品与热板紧密接触。
调整热板的位置，使样品处于均匀的温度场中。
3、设定实验参数设置加热板的温度＄T_1$ 和冷却板的温度＄T_2$，通常＄T_1 T_2$ 的差值在一定范围内。
实验指导书(准稳态法测定材料的导热系数)
准稳态法测定材料的导热系数一、实验目的1、通过实验，掌握准稳态法测量材料的导热系数和比热容的方法；2、掌握使用热电偶测量温度的方法；3、加深对准稳态导热过程基本理论的理解。
二、实验原理本实验是根据第二类边界条件，无限大平板的导热问题来设计的。
设平板厚度为2δ(图中为2b)，初始温度为t 0，平板两面受恒定的热流密度q c 均匀加热（见图1）。
求任何瞬间沿平板厚度方向的温度分布t(x ，τ)。
导热微分方程式、初始条件和第二类边界条件如下：22),(),(xx t a x t ∂∂=∂∂τττ0=τ时, 0t t =x=0处， 0=∂∂xtδ=x 处，c q xt-=∂∂-λ方程的解为：)]exp()cos(2)1(63[),(02211220F xx a q t x t n n n n c μδμμδδδδτλτ--+--=-+∞=∑ （1）式中： τ—时间(s)； λ—平板的导热系数(w/m ∙℃)；a —平板的热扩散率(m 2/s)； n μ—πn n=1，2，3，……；F 0—2δτa 傅立叶准则； t 0—初始温度(℃)； c q —沿x 方向从端面向平板加热的恒定热流密度(w/m 2)；随着时间τ的延长，F 0数变大，式（1）中级数和项愈小。
当F 0>0.5时，级数和项变得很小，可以忽略，式（1）变成：)612(),(2220-+=-δδτλδτx a q t x t c （2）由此可见，当F 0>0.5后，平板各处温度和时间成线性关系，温度随时间变化的速率是常数，并且到处相同。
这种状态称为准稳态。
在准稳态时，平板中心面x=0处的温度为：)61(),0(20-=-δτλδτa q t t c 平板加热面x=δ处为：)31(),(20+=-δτλδτδa q t t c （3） 此两面的温差为：λδττδc q t t t ∙=-=∆21),0(),( 如已知q c 和δ，再测出Δt ，就可以由式（3）求出导热系数：tq c ∆=2δλ （4） 根据势平衡原理，在准态时，有下列关系：τρδd dt CF F q c = 式中：F 为试件的横截面(m 2)；C 为试件的比热(J/kg ∙℃)； ρ为试件的密度(kg/m 3)；τd dt为准稳态时的温升速率(℃/s)； 由上式可得比热： τρδd dt q c c=三、实验装置按上述理论及物理模型设计的实验装置如图2所示，说明如下：1）试件试件尺寸为100mm×100mm×δ，共四块，尺寸完全相同，δ=10mm。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
东南大学材料科学与工程
实验报告
学生姓名张沐天班级学号实验日期2015.11.27 批改教师
课程名称________________ 材料性能测试实验________________________ 批改日期
实验名称__________ 材料导热系数测试实验 ________________________ 报告成绩
一、实验目的
1•掌握稳态法测定材料导热系数的方法
2.了解材料导热系数与温度的关系
二、实验原理
不同温度的物体具有不同的内能，同一个物体不同区域如果温度不等，则他们热运动的激烈程度不同，含有的内能也不相同。
这些不同温度的物体或区域，在相互靠近或接触时，会以传热的形式交换能量。
由于材料相邻部分之间的温差而发生的能量迁移称为热传导。
在热能工程、制冷技术、工业炉设计等一系列技术领域中，材料的导热性都是一个重要的问题。
1•材料的导热性及电导率
材料的导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1K，在1s 钟内，通过1m2面积传递的热量，单位为W/（m • K），也叫热导率。
热导率入由简化的傅
）dT
q =-入—
里叶导热定律dx决定。
2•热传导的物理机制
热传导过程就是材料的能量传输过程。
在固体中能量的载体可以有自由电子、声子和光子，因此固体的导热包括电子导热、声子导热和光子导热。
1）电子和声子导热
纯金属中主要为电子导热，在合金、半金属或半导体、绝缘体的变化过程中，声子导热所占比例逐渐增大。
2）光子导热
固体中分子、原子和电子的振动、转动等运动状态的改变会辐射出频率较高的电磁波，其中具有较强热效应的是波长在0.4-40pm间的可见光与部分近红外光的区域，这部分辐射线称为热射线。
热射线的传递过程称为热辐射。
3•影响导热系数的因素
1）温度
金属以电子导热为主，电子在运动过程中将受到热运动的原子和各种晶格缺陷的阻挡，从而形成对热量传输的阻力。
一般来说，纯金属的导热系数一般随温度的升高而降低；而今导热系数一般随温度的升高
而升高；玻璃体的导热系数则一般随温度的降低而减小。
2）原子结构
物质的电子结构对热传导有较大影响。
具有一个价电子的，导电性能良好的、德拜温度较高的单质都具有较高的导热系数。
3）成分和晶体结构
合金中加入杂质元素将提高热阻，使导热系数降低。
杂志原子与基体金属的结构差异较大的元素，对基体导热系数的影响也较大。
4）压强，密度，气孔率等
压强，密度，气孔率等因素也会对材料的导热系数产生影响，影响材料导热系数的因素是复杂的。
4.导热系数的测试方法
根据试样内温度场是否随时间改变可将固体的导热分为稳定导热和不稳定导热。
测量导热系数的方法也分为两大类：稳态法和动态法。
1）稳态法
稳态法是根据傅立叶方程直接测量导热系数，但温度范围与导热系数范围较窄，主要适用于在
中等温度下测量中低导热系数材料。
稳态法可分为热流法（直接法、比较法）、保护
热流法、热板法等测试方法。
2）动态法
动态法使用范围较为宽广，适合于高导热系数材料以及高温下的测试，其中发展最快、最具代
表性、得到国际热物理学界普遍承认的方法是闪光法（Flash Method,有时也称为激
光法，激光闪射法），也是本次实验使用的方法。
闪光法的优点为要求的样品尺寸较小，测量范围宽广，可测量除绝热材料以外的绝大部分材
料，特别适合于中高导热系数材料的测量。
除常规的固体片状材料测试外，通过使用合适的夹
具或样品容器并选用合适的热学计算模型，还可测量诸如液体、粉末、纤维、薄膜、熔融金
属、基体上的涂层、多层复合材料、各向异性材料等特殊样品的热传导性能。
三、实验仪器与装置
ZSCH LFA 46金属高温导热系数测试仪
2•保护气体
3•游标卡尺
ZSCH激光导热仪样品支架
5•实验样品
四、实验步骤及测量数据
1•选择合适的样品支架，安装合适大小的试样
2•打开保护气体
3•开启计算机，启动计算机，进入导热系数测试程序
4.设置加热温度及其他参数，开始实验
5•试验结束后，自动得到导热系数测试结果
6.进行分析
五、实验数据与处理
1.PV塑料
2•紫铜
3.Q235 钢
六、实验结果与讨论
1•简述金属、非金属建筑材料、气体导热性能差异大的原因。
答：金属主要是通过电子导热来传热，而非金属建筑材料大多为绝缘体，主要导热形式为声子导热，电子导热效率要远远优于声子导热，所以金属材料导热性能优于非金属建筑材料。
气体的对流加快了热传递，其导热系数是非常高的；但是依旧不能和电子导热相提并论，所以金属的导热性能强于气体，但是无机非金属和气体导热性能大小无法确定，还需根据具体的材料进行分析2•计算紫铜、Q235钢、塑料的热扩散系数
答：紫铜的热扩散系数为：134.514
塑料的热扩散系数为：0.251
Q235钢的热扩散系数为：18.272
3•分析温度对热扩散系数的影响
答：温度对各类绝热材料导热系数均有直接影响，温度提高，材料导热系数上升。
因为温度升高时，材料固体分子的热运动增强，同时材料孔隙中空气的导热和孔壁间的辐射作用也有所增加。
但这种影响，在温度为0-50 °C范围内并不显着，只有对处于高温或负温下的材料，才要考虑温度的影响。
金属以电子导热为主，电子在运动过程中将受到热运动的原子和各种晶格缺陷的阻挡，从而形成对热量传输的阻力。
一般来说，纯金属的导热系数一般随温度的升高而降低；而今导热系数一般随温度的升高而升高；玻璃体的导热系数则一般随温度的降低而减小。