难加工材料的导热性能测试新技术

随着 LED 灯、IGBT 等功率电子产品的不断应用，对于高导热、低膨胀材料 的研究越来越重视，比如金属基复合材料。相应地，对于材料或产品导热性能的 表征和测量也越来越重要。目前，对低导热系数材料，比如陶瓷、塑料等，一般 采用大平板的稳态测试方法；对高导热材料，比如金属等，一般采用细长棒的稳 态测试法；还有非稳态测试法，常见的有热线法和激光闪光法。非稳态的热线法 和激光闪光法等瞬态测试法的设备成本很高而且对材质不太均匀的样品测试结 果非常不稳定，这对导热系数的测定和相关产品的研发非常不利；常规稳态法测 试的设备简单、成本低、测试费用也低，但是对本身价值很高(比如银、铂等)的 材料而言，加工各自标准试样只进行导热性能测试成本过高，限制了导热性能测 试设备在企业和工业生产中的应用。 针对于这种情况，我们依托于西安工业大学材化学院自主研发了发明专利授 权的高精度、低成本导热系数测试设备和方案，可实现低成本完成材料导热系数 测试的目标。采用了一种打孔法测试圆柱形样品导热系数的方法，实现了利用普 通稳态导热测试设备，对小型非标圆柱体样品的导热系数进行测试，样品直径和 高度可以根据需要确定，同时在尺寸满足要求的情况下还可测试其他性能；项目 还提供一种片状样品导热系数的测试辅助装置，能实现利用普通稳态导热测试设 备测试片状试样的测试，片状样品的厚度理论上是任意的但厚度太小时测试精度 会有较大的影响，此方法对材料要求最低用量最少，同样在尺寸满足要求的情况 下还可测试其他性能。两种方案前者高于后者，前者主要需要可打盲孔的材料， 后者则需要片状样品两端面光滑，显然适合任意材料尤其是高硬难机加的材料， 而且这两种方案的主体设备可以是相同的，只是后者额外增加特殊的辅助装置。 本技术设备投入少、测试方法简单，测试成本低，可大幅度降低材料导热测试成 本，有力促进材料导热性能的研究，适合目前热管理材料的

关键技术： 1) 试样打孔法导热测试技术； 2) 表面温度测试技术； 3) 基础数据库数据处理技术； 4) 数据库测试结果修正技术。 技术指标： 1) 测试成本：设备成本为稳态导热测试设备一般不高于 1万，采用普通电 阻丝加热测试成本可以忽略； 2) 测试准确度：测试误差一般小于 7%，经数据库修正可减小到 1%；