ICS 83.080.01 CCS G 31
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T42919.3—2023
塑料 导热系数和热扩散系数的测定
第3部分：温度波分析法
PlasticsDetermination of thermal conductivityand thermal diffusivity-
Part 3:Temperature wave analysis method
（ISO22007-3:2008,MOD)
2024-03-01实施
2023-08-06发布
国家市场监督管理总局 发布
国家标准化管理委员会 GB/T 42918.3--2023
前言
本文件接照GB/T1.1-2020标化工作学财露1部分：标准化文件的结构和意掌规则的规定翠
本文件是G3/T4291费料导热系数剂热护敬票数的翻定的第3部分。GB/T42919已经发布了以下部分：
一第1都务通 -第3部分：摄度被分析法：一第4警激光风光满： “第部分：基于遥度舞微技术的比教法。 本文件修该果用0220-，20就燃料孕热震数利热扩款系级的定第部分，超度技分新送。 本文件号15022007-32008相比缴了下成结构调签： m第5本对宽13022007-32008中的5.15.3 -6.8财度1S022007-32008中放7.3 -8.38.9对m15022007-3.200888.48.10 附录B对座1S022007-3：2008中用票D附录D对应13022007-3.2008中期录B 本文祥与15022007-3：2008的技术差异及真原图如下用规范性用的GB/T2035誉换了150472思第3章），以适应我黑的技术条件，增加可摄
作性， -一用规范性引用的GB/T42919.1誉旋了1302200个~1（免第3章：以适应费国的技术条件，增
加可摄作胜： "增加了选爱猫意接精度至少为土0.3K的爱求（魔6.7）： ---期路了减体诚样（题15O22007-3：2008的7.1我8.3），因无法验证本文件是否适用学校体
诚祥增了进行次平行试验的聚求（想器10）
增加了试给暴为润次量优试糖菜的平约值的要求（见），以明就试绒果的计算方式：用规范性3I用的GB/T27418警换IS0/TECGuie98-3（览11.1>：以放我感的技术茶
件，端加可菜作性一更放了健复性数据，脚1%修改为5%（免11）依据我国实验宝微得的试睡结采，以适应瑞团
的技术签纤。
法意本文营的集感内容用靠教及专精，本文件的发作机不承期划专周的资在本文代由净国石油利化学工业联合会基出本文件出全国数科标准化技术爱黄会（SAC/TC15）妇口本文件超康策：红凝总属教有限公间，中蓝盛龙化工有限公，上遥用五汽平康份有限公
、中产锁俊尔（商红）新材料有限公司、厦门歌革斯科技有限公划、戏海联桥新材科科技股份有隧公司。 珠峰动力机城（宁德）有限公司、育岛海容商用待能股份有限公司、东嘉市事行新材料有限公司、中华人食共和国意路大磨海关，吉林雀产品数量靠检验院，
本文件主要起章人：孙迎容，谢腾，蓝先、通健爱，加端华，姿腾、汤琦彩、任佳，方辣基、高建、 张洲，李海。
4 GB/T42919.3-—2023
引言
数料的热传导性能在整料工业和其他领地都是不可或缺的。塑料用于各种新放用氧域时，如纳米技术和生物医学，需可快速执行及精确的简单小规横测试。温度效分析是一种测试撼试样热扩散系数的方祛，也适用于小试样。
GB/T42919塑料导热系数和热扩数系数的测定》拟由六个都分构。
一第1部分：通厕。的在于建立导热系敬和热扩散系数的测定试验方法中通用的定义和各方面内春。 一集2部分：麟态平面热激（热盘）法，目的在于为测定塑料导热系微和热扩散系数的解态平面热源热垂）溢，文间操作，尚追费可斑实的程序。 第3部分：温度波分析法。日的在于为定整料导热系教和热扩散系微的整度波分析法，确立可操作，可拍湖、可证实的程房，一第4部分：激光闪光法，且的在于为测定盘料导热系数和热扩散系数的激光闪光法，确立可操作，可谊潮、可证实的程序，一第5部分：豪甲基丙烯殿甲酯样品实验室间测试结果。目的在于通过多个实验室对廉甲基丙
烯酸甲酯的导热系数和热扩散系数进行测定并提供试验数据。 第6部分：基于温度调制技术的比较法，目的在于为使用温度调制技术测定低导热系数的比较法，确立可操作、可追溯、可证实的序。
2 GX/T42910.3-2023
奥料导热系教和热扩散系教的测定
第3部分：温度波分析法
1蔬颜
本文件借达了用摄度被分析法避定装科膜和荐开在享成方上热款散系装的方法。 本文件适用于容网间性或性做构的额料，其热扩散数我的范国觉1.0×10-，11.0×
10-4m8-1
本文件规定的测试能在空气戒英德气体中进行，如性气体，在大气压力或其健低，高乐力成真空下造行：能在不阅缴度下进行。
2想范性劲用文件
下理文中中的内容通赶文中越程服构成本文件必不少的务家，其中连国的服文
件，仅该日期对度的数本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本（包搭所有的鲜效单）造用下本文伴。
GB/T2035微料术语及其定义（GB/T2085--8008，ISO472：1999,IDT) GB/T27418潮最不定成评定和表示(GB/T27418-2017.ISO/IEXCGud98-3：2008，M0D) GB/T42919.1警料餐装系数和热扩款系数的规定集1部分：通赠（GB/T42特18.1--20%3
IS022007-1.201T.M0D
Isoooo-量和单拉第部分热力学(Quantitieaandnit-Part5，Thermodyamita)
术造和定义
GB/T2035G8/T42919.1物15080000~5界特以及下别术莉定支置用子本文格
3.1
超爱波teperewave 调制功牢热装产生的握度游落。
3.2
phsseshitt A 试样前后表面服斑被的相拉益。 核：送英定义为负相荐。
赵符号
下舜导适用于本文件。 人，相移与摄度被免额率#平方报美系留钱园的斜车，单位为二分之次方教（） C单位体积热容量，单位为需享得立方来开尔文门/效，取还：试样厚度，单位为米（m）
1 GBT42919.3--2033
，激度被频率，单位为效（H）为（/2）/的仅：热扩敢累数，单位为平方来秒（m/）。 是：导热系数，单位为瓦特餐米开尔文酬/m，K门 a：最度流炸额事。单位为度敏秒（rad/s）。 满庭d二1的角潮率，单位为宝鲜秒（d/）
5绿理
趣度被分析是种测量厚度方间热扩懒系数的方法，通过爱龈度波在样品游后爽之闻的相移来腿童的、扇平样品的热扩敬蒸发。
稳用滤射我接触在试祥两千表面上的电版，一个电阻用作加熟器，避过交流加热产生温废波，另个电服作为覆度传感器检测温度波。
本方法沙及源过试样的温度谦的相移与通度波角题率平方摄函数的分新。 注：有美猫论背景的更多详馆，见随最人和您考文献。
6收器设备
6.1通剿
俊馨设各应符合第5章所选，用于调定热扩敬系装，并应包活图1中的主要部件：图1为仪额设备的示意团。
T
13
标明序号说明：就样 Zor加热落： 3送度爽器： 4—肾颜 5-试样菜；
10电瓶 1意放大器 12-数字万用表 13--置电流电路。
8餐滋外亮滋摄计
激度控制器： 2-一#照合成器：
&-
图1 饺解设备示意医
6.2熊温密酒睿器
低温密闭容馨的滋度灌国应适合待测材料。 恒谨密開容器成储携制证度：使试样想度在费个测试过整中变化不趣这士1K。
2 GB/T42919.3—2023
6.3 加热器和温度传感器
加热器位于工=0处（见图1），通过连接在试样前表面的电阻传递交流电来产生温度波。 温度传感器位于工=d处（见图1），通过测量附在试样后表面的电阻的振荡来检测温度波为了获得高灵敏度和快速响应，加热器和温度传感器宜直接溅射至试样的相对表面上，加热器和温
度传感器的热容量宜忽略不计。
注1：直接溅射至薄膜试样前后表面的加热器和温度传感器示例如图2a)所示。 注2：在试样上溅射的加热器和温度传感器的典型尺寸为宽1mm、长5mm。 使用导电膏或焊料将金属引线层溅射或连接到加热器和温度传感器上，或能将引线溅射至背板
上，见图2b）。采用导电膏或焊料能提供从引线层到电缆的电触点，该电触点用于电源和测量设备的连接。
为了保持良好的热接触，宜将加热器和温度传感器直接溅射至试样的前后表面，或加热器和温度传感器也能在一定载荷下固定在试样表面。
a）直接在薄膜样品的前、后表面溅射的加热器、温度传感器和引线 (例如：样品：W=10mm，L=10mm，d=100μm；加热器：W=1mm，L=5mm；
温度传感器：W=1mm，L=5mm)
b）加热器和温度传感器直接溅射至试样上，引线位于背板上
(例如：试样：W=10mm，L=10mm，d=100μm;加热器：W=1mm，L=5mm; 温度传感器；W=1mm，L=5mm；背板：W=30mm，L=25mm，d=2mm)
标引序号说明：
一试样；溅射加热器（前）；溅射温度传感器（后）；
1
2
3
4~ 引线；
背板。
5
图2加热器和温度传感器示意图
3 GB/T42919.3--2023
6.4加热电路
加热馨功率应可调节，以送免样品摄升超过1K 6.5 电器
通过引载展向温度传感馨摄供偏登电流，用子测最摄度传感器电瓶的摄落。使用直流电源向装房传感微餐供1载A~10mA的电流。
离膜本的测散精度宜优于0.05%。 6.6相数游发装蛋
皮能薄量凝度传感器电租的报满（即传感器引线网端之间电版的据落），以确定摄度被在试样厚度上的相移。加热器和關度传态馨之阅的相荐应说通过如图1房示的设置滋行意：相移遗意的锁度宣犹于士0.01° 6.7试祥温庭颜盈装盆
解电得可定在背板上，如可能，您可连接到试样上。当已知温度传感器电的温度系数时，能通过最其电阻来获得退度传感馨摄度，温度测盘装置精度至少为士0.3K 6.8试样需板
所用背板的厚度真超过试样的好度。为了在相移与盗度被角质率平方报的关系商中获得较宽的线性范置（是图3，附录A和附录B），背板材料与试祥宜具有类假的热性能（期值相假）
注：背概不馨限于固体材料：能链用滚体，气体（包摄空气）赢真望。
7试梯
7.1只寸
试样应为幕膜，源常厚为10#m500就m，长，宽为10凯双。对于投影面积大于加热馨和度传感器面积的试样（境图2），原则上能根据测量热扩教系数和足1或>摄条件下所用的温度液额率-3见附录A）来确定可靠测量的允许厚度范密。
法：接爱的费试所靠的哦率厚度美慕的实免见附录C。
7.2#
应使用合适的校准过的仪器测最试样厚度，想想裤于分尺最光学、电子，电容或电感式测圾仪。应在将试样放人试样架之煎进行辫最，试样厚度的变化宜小单均厚爱的1%玻1双，以较小者为。
8试验步露
8.1潮最试样厚度。 8.2若试样感薄膜：厕在试样的餐个表面上滋射爱荐金风层。以形成期热器和温选传感馨。滋射金离引绒井将试样薇人雾板之间。 3若加热器和传感攀不能漂财至试样上，则能使用解装装置搭配机教裁猫，以确保引线与加热器和湿度传感器之阅的良好电接触，以及加热器和摄宽传感器与试样之间的宽好热接触。 多4将装有试样的妞费装置放在恒温害闭客馨中。将加热器连接测电费，温实传感器连接刻相位检
& GB/T 42919.3—2023
测器。 8.5以不超过10K/min的速率将温度升高或降低至试验温度， 8.6检查试样温度。如果在整个测试过程中温度传感器的电阻不是恒定的，这可能是向加热器提供的功率过大，或者恒温密闭容器内未达到热平衡的原因。在这种情况下，以较小的功率和/或等待更长的时间使恒温密闭容器达到热平衡后再重新测试。 8.7闭合测量电路，在加热器中产生交流电流，并向温度传感器施加直流偏置电流。根据加热器的电阻和波频率调整加热器的电源，以将试样温升限制在1K以内。 8.8使用相位检测器，如锁相放大器，并使用功能合成器输出参考信号，以固定的温度波角频率测量试样前后表面之间的温度波相位差。 8.9重复8.7～8.8的步骤，进一步测量其他频率下的相移。选择至少5个使A9<一3元/4满足经验标准的频率（见图3）。
注：经验标准△<一3元/4是确保d>1（即>。）的必要条件。当试样的热性能未知时，该标准用于估算合适的
频率范围(见附录B)。
80± nl /(rad/s)
20
40
60
00
元/2
一元
37/2 40/rad
图3相移△8与角频率平方根1/2关系图的示例
8.10再次进行一次平行试验。 8.11如果试验在一个或多个更高或更低的温度下进行，在不高于10K/min的升温或降温速率下将恒温密闭容器的温度升高或降低到下一个测试温度。在温度稳定后，再次执行8.6～8.10的步骤，以获得相移值。
9结果计算与表示
9.1对于给定的样品厚度和温度，热扩散率是根据相移△9与温度波角频率@的平方根的关系曲线斜率A计算得到的[1]。 9.2绘制相移与角频率平方根的函数图时，宜绘制直线图（见附录A和图3）。如果情况并非如此，则使用的角频率可能不满足本试验所需的条件。在这种情况下，在不同的频率范围内进行重复测试。 9.3计算试验温度下的试样厚度，考虑热膨胀引起的厚度变化。 9.4材料的热扩散系数α由公式（1)计算得出（见附录A)。
d?
α=2A
(1) 5