导热系数测试 导热材料测试的重点

       通俗来讲导热材料在界面中传递热量的能力即为导热系数，但导热系数针对的材料为均质材料，但在实际使用过程中，多层，多孔，各向异性均会存在于导热材料中，因为种种因素导致导热系数测试的结果，几乎没有重复性可言。

      早起导热系数测定的方式都是遵循傅里叶定律，采用热量的方式对导热系数进行计算，随着技术的不断进步，理论能力的不断提高，逐渐出现了新的测定方式，如，激光闪射法，hotdisk法，护板法。其中激光闪射法及hotdisk法有高效率性，但精度无法做到很高，常被用于测量金属材料的导热系数等。护板法是在热流法的基础上针对样品周围增加了一个护板，防止材料通过辐射的方式向四周传递热量，从而进一步提高了导热系数的测量精度，但该种设备造价极高，且与热流法所测值差距很小，故该方式也暂未被广泛推广，通常用于高隔热材料的使用。

      热流法就是现在使用最广，针对导热填充材料测试最适用的测试方法，测试精度也足以满足行业需求，但热流法自身也存在变量，比如测试压力，按照ASTM D5470要求，材料测量厚度变化为5%，但因导热材料通常硬度很低，5%的厚度变化可能无法使材料与测试面充分接触，现今行业内通常使用的测试标准为50N的压力下对材料进行导热系数测试，但也不排除有部分公司在测试时使用的测试标准不一致，如需采用两个公司的测试数据，或与第三方进行比对，原则上需要保证测试压力的相同，才有互相比对的意义。

      热流法的另一个变量在温度，常规来讲材料的温度越高，导热系数越高，故采用热流法时冷热面的温度设定同样会造成导热系数存在一定的差异，通常将冷极温度设定为实验室恒定温度来保持温度的温度，而热极设定为冷极温度+40℃，例如将冷极温度设定为实验室恒温温度：25℃，那就将热极温度设定为65℃，该温度设定行业内并无统一规定，ASTM D5470中有规定需保证冷极与热极的平均温度为50℃，但硅胶导热材料已从ASTM D5470标准中脱离出来，找到更适合自身材料所使用的部分标准。同样如需用两个公司的测试数据，或与第三方进行比对，原则上需要保证测试时冷极与热极的平均温度的相同，才有互相比对的意义。

      导热系数在傅里叶定律中实际为一理论值，是热阻与厚度关系的导数的倒数，热阻与厚度呈一次函数的关系，故理论上导热系数为材料固有不变的一种特性，但在实际使用与实际测量中导热系数并不一定遵循该理论，存在材料随着厚度的增加，导热系数也在缓慢增加的过程。这表明随着厚度的增加热阻的增加是缓慢的曲线，一方面原因是材料与测试仪器之间的接触热阻恒定，没有变化，热阻的增加趋向缓慢，另一方面原因就是厚的材料成型后，材料的紧密度要好与薄的材料，但这种原因也要区分材料的特性及不同的成型方式。所以当材料很薄的时候，通常都会采用三点拟合的方式将材料的接触热阻去掉，而材料较厚的时候则无需将接触热阻去掉。
      实际上在现今的任何一种测试方法， 都无法确切的计算出导热系数的真实值，所测值均为一种近似值，在现在工业发展中，热量被人们越来越重视，也有越来越多的研究所和团队也在不断的完善导热系数测试的方法，以期待可以将导热系数的精度得以提高，满足各种高精密的工业研究和生产。