热传导-TC 材料于不同温度区段的热传导测试应用
热传导系数是衡量材料中传递热量的能力。它与温度有关，因此会受到例如材料缺陷和自由电子浓度的影响。一般来说，温度与热导率的关系主要是受到传热机制的影响。在纯金属中，热量主要通过自由电子传递，使得热导率随温度升高而降低；在电绝缘材料中，能量传输以晶格振动为主，而晶格振动通常会造成热导率随着温度的升高而增加。在广泛的温度范围中，热传导系数与温度之间的关系通常是非线性的。此外，相同材料会因为不同样品&批次造成很大的差异，因此如何套用理论推算材料热导率随温度的变化同时透过实验方法加以验证则至关重要。
Hot Disk针对不同温度区段的热传导量测提供了相对应的解决方案，包含基于TPS原理的量测主仪器并搭配温度控制装置 (TCU)，可以应对各种温度变化的测量情况。每个TCU装置都可以透过Hot Disk软件进行控制，从而允许客户根据目标温度执行瞬态热传导测量。
在本次应用说明中，使用Hot Disk搭配TCU组件量测熔融石英在 -20°C 至 1000°C之间的热传导特性。熔融石英是一种导热性材料，其导热特性与温度具有良好的依赖性，由于其化学稳定性，它也是一种适用于高温测试的示范材料。
在本次应用说明中，使用Hot Disk搭配TCU组件量测熔融石英在 -20°C 至 1000°C之间的热传导特性。熔融石英是一种导热性材料，其导热特性与温度具有良好的依赖性，由于其化学稳定性，它也是一种适用于高温测试的示范材料。
| Sample: | Fused quartz (diameter 60 mm, thickness 20 mm) |
|---|---|
| TCU: | Liquid bath (temp range of operation: -20 ~ 180°C) |
| Convection Oven (temp range of operation: RT ~ 300°C) | |
| Tube Furnace (temp range of operation: 100 ~ 1000°C) | |
| Hot Disk instrument: | TPS 3500 |
| Hot Disk Sensor: | 4922, Kapton insulated (for temperature < 300°C) |
| 4922, Mica insulated (for temperature > 300°C) | |
| Measurement Transient time: | 80 s |
| Measurement Heating Power: | 400 mV |
▲图一. 熔融石英热导率与温度的函数关系
由Hot Disk测量（红色），同时比较由 Guarded Hot Plate 测量获得的Ref. 1（蓝色）以及从TDTR测量获得的Ref. 2（灰色）。
在熔融石英样品的量测证明了测量高达 1000°C 的热导率能力。使用三种不同的TCU藉此达到 -20 ~ 1000°C之间的广泛温度范围。测量结果证明与文献数据非常吻合，直至500°C的量测数值皆和其他量测方法具有良好的匹配性，误差皆小于5%。用于相关材料的高温热传导量测，Hot Disk也做为一套绝佳的量测工具。
在熔融石英样品的量测证明了测量高达 1000°C 的热导率能力。使用三种不同的TCU藉此达到 -20 ~ 1000°C之间的广泛温度范围。测量结果证明与文献数据非常吻合，直至500°C的量测数值皆和其他量测方法具有良好的匹配性，误差皆小于5%。用于相关材料的高温热传导量测，Hot Disk也做为一套绝佳的量测工具。
 ▲Hot Disk TPS3500 |
 ▲Hot Disk管式高温炉(Maximum: 1000°C) |
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