瞬態熱源法導熱分析儀主要采用平面探頭,其核心部件是由具有線性溫度-電阻系數關系的導電合金(如鎳合金)經刻蝕處理后形成的連續雙螺旋結構薄片,外層覆蓋雙層Kapton或其他絕緣材料作為保護層。這種設計使探頭兼具熱源與溫度傳感器的雙重功能;測試時,電流通過探頭產生熱量,導致溫度升高。由于合金的電阻隨溫度變化呈線性關系,可通過監測電阻的變化實時推算出熱量損失情況;在樣品中形成瞬態溫度場后,儀器記錄溫度隨時間的響應曲線,并結合預設的數學模型(基于無限大介質中階躍加熱的圓盤形熱源理論),直接計算出材料的導熱系數。這一過程無需破壞樣品結構,且對樣品形狀和尺寸的限制較小。
瞬態熱源法導熱分析儀的使用注意事項:
1.安全防護方面
-防止燙傷:由于涉及加熱操作,在儀器運行過程中要避免直接觸摸高溫部件,如剛測試完的樣品和探頭等,以免造成燙傷事故。特別是在打開儀器艙門或更換樣品時,應格外小心。
-電氣安全:確保儀器接地良好,避免因漏電引發安全問題。不要隨意拆卸儀器內部的電氣線路,若遇到故障應由專業人員維修。
2.樣品相關注意事項
-避免污染與損壞探頭:保持樣品的清潔,防止雜質、灰塵等污染物附著在探頭上影響測量精度。同時,在裝卸樣品時要輕拿輕放,防止碰壞探頭或其他關鍵部件。
-控制樣品含水量(針對部分材料):對于一些吸濕性強的材料,要注意其含水量可能會顯著改變材料的導熱性能。必要時可在干燥環境中預處理樣品后再進行測試。
3.環境條件控制
-穩定的室溫環境:盡量在溫度相對穩定的環境中使用儀器,因為環境溫度波動會對測量結果產生影響。如果無法保證恒溫條件,應在報告中注明環境溫度的變化范圍及其對結果的可能影響。
-減少氣流干擾:避免有強烈的空氣流動經過測試區域,如風扇直吹等,因為這會加速熱量散失,干擾正常的傳熱過程,導致測量誤差增大。
4.操作規范要點
-嚴格按照說明書操作:不同型號的瞬態熱源法導熱分析儀可能有特定的操作流程和要求,務必仔細閱讀并遵循儀器的用戶手冊,按步驟正確操作。
-定期維護保養:定期清理儀器內部的灰塵、雜物,檢查各連接線是否松動,及時更換磨損嚴重的零部件,以保證儀器的性能穩定可靠。
5.數據處理謹慎性
-合理選擇數據區間:在進行數據處理時,要合理選擇有效的數據區間進行分析,排除初始階段的非正常數據(如加熱起始時的瞬態效應引起的異常點)和后期噪聲較大的數據段。
-多組數據平均處理:為了提高結果的準確性和可靠性,建議進行多次重復實驗,然后對多組數據取平均值作為結果。