Hot Disk导热系数测定仪

德国Bayer，BASF公司
美国Dow Corning公司
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国内主要客户
清华大学 西安交通大学 中国科技大学 西北工业大学 东莞优邦 中科院大连化物所 陕西华兴航空机轮刹车系统有限责任公司 福建华清电子材料科技有限公司 美国Dow Corning（上海）公司 北京市建设工程质量第六检测所 中山大学 四川大学 上海交通大学 同济大学 华南理工大学 华为技术 中科院广州能源所 山东建筑工程学院 郑州烟草研究院 航空材料与工艺研究所 南京工业大学
A Unique Instrument for Measuring Thermal Properties
K-analys AB Shanghai
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K-Analys AB
石英晶体微天平
导热系数仪
ChemiSens
反应过程分析仪 绝热量热仪、微反应量热仪
为了更好地拓展中国市场，由四家公司共同注资的瑞典 凯戈纳斯有限公司于2006年10月在上海设立了代表处
数秒钟完成导热系数(Thermal Conductivity)、热扩散率 (Thermal Diffusivity)和热容(Heat Capacity)的测试
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数学模型
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Temp. 斜率得到 导热系数
对函数的拟合得到 热扩散系数 Time
Thermal Conductivity W/mK = Cp Heat Capacity MJ/m3K Thermal Diffusivity mm2/s
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输出功率、测试时间、探头尺寸
方的比值被称为 特征时间
x t rxr
= 0.3 – 1.0 通过调整测试时间和探头半径等参数来 适应基本的数学假设
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瞬变平面热源法的基础
-一个独特的探头 -一个全新的数学模型
Double spiral Structure Radii: 0.492 - 29.40 mm Both as heater and sensor
- 一个特别的电子数据采集系统
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TPS技术的优点


直接测量热传播，可以节约大量的时间 不会和静态法一样受到接触热阻的影响 无须特别的样品制备，只需相对平整的样 品表面 可用于固体、粉末、涂层、薄膜、液体、 各向异性材料等的测定
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TPS技术的延伸
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薄膜法
材料：纸、织物、布、高聚物薄膜等绝缘材料


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瞬变平面热源法（TPS）技术
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Evolution of Hot Wire Method
热带法 1970s
热线法 1960s
Hot Disk 1980s TPS 技术
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TPS技术原理
Hot Disk的测量原理基于由Silas Gustafsson博士发明的 瞬变平面热源法（Transient Plane Source Method, TPS）
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Why Hot Disk



世界领先的热分析技术 合理的价格、优越的性能 强大的科研支持 一流的售前、售中和售后服务
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Insulator
Sample Sensor Sample Insulator
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各向异性法
轴向
Conductivity Diffusivity
径向
Conductvity Diffusivity
样品的比热 Cp必须是已知的！
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单面法
当样品只有一片或无法切割 时……
可用于原位测试 !
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液体测试
材料各向异性特性 Axial Thermal conductivity W/mK Axial Diffusivity mm2/s Radial Thermal conductivity W/mK Radial Diffusivity mm2/s 27.5 44.8 7.39 12.3
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应用示例：电子材料
油浴/水浴， 在不同温度 进行测试
为避免形成对流
—探头垂直放置 — 低输出功率 — 短测试时间
用于测试流体，水和甲醇等低粘度液体亦可测得
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Why Hot Disk: Specification
通过改变输入功率、探头尺寸和测试时间

导热系数: 0.005—800 W/mK 温度范围: 10 K—1000 K
厚度： 10μm ~ 500μm 导热系数： 0.01W/mK ~ 10W/mK
Background material (good conductor) Sample Sensor Sample
Background material
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平板法
材料：陶瓷、金属、硅片等导热材料 导热系数： >10 W/mK 厚度： 0.2 mm ~ 20 mm
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Hot Disk AB

成立: 1995 总部: Uppsala, Sweden 分支机构: Scandinavia, UK, France, Germany, US, Canada, Japan, Taiwan 用户: More than 250 world wide, more than 20 in China
材料类型: 金属、合金、陶瓷、硅片、聚合物、粘结剂、 纸、织物、印刷电路板、推进剂……

样品类型: 固体、粉末、薄膜、液体、各向异性材料等 精度: 3%
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样品类型
固体、粉末、薄膜、涂层、液体、各向异性材料等
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应用示例：航空航天
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应用示例：蜂窝材料
材料总体特性 Thermal Conductivty, W/mK Diffusivity, mm2/s Cp MJ/m3K 13.4 14.3 0.93
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应用示例：液体样品
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Why Hot Disk: Best Choice of Customers

美国国家标准和技术学院(NIST)
英国国家物理实验室(NPL)
美国橡树岭国家实验室(Oak Ridge) 法国国家物理实验室 日本国家高等工业技术科学院 美国Intel公司