研发与应用
Vol.27.No.10,2008
周期热流法测试金属及合金材料高导热
系数可视化测试系统的研制
王莹，周子民，许欣，(中南大学，湖南长沙410083)
摘要：根据周期热流法测试原理，结合理论分析和实验测定，设计并开发了一套测试和计算金属及其合金高导热材料热物性参数的装置和软件。利用VisualBasic6.0的编程技术，并结合数据采集装置，实现了测试系统的数据自动采集及处理可视化功能。通过对几种金属及合金热物性参数实验测定的结果和文献值比较，发现最大误差不超过6.5%，测试结果可靠。
关键调：周期热流法，高导热材料，热物性参数，测量，控制
中图法分类号：TG113.22 1引言
文献标识码：A
在热物性学的研究中，热物性参数的确定主要有理论和实验两种方法，理论分析方法是根据物质的导热机理，确定分析导热的物理模型，做出较为复杂的数学分析和计算来获得热物性参数。到目前为止，除了少数物质，如某些气体、液体、纯金属以外，很难从理论上预先计算出物质的热物性参数"。因此，对热物性测试方法和技术的研究具有特别重要的意义，因为它是获得热物性数据和进行热物性研究的基本手段。目前，国内生产的测量金属材料的热物理参数的仪器大多使用电位差计和电流计测定热电偶电势及相关参数，人工计算导热系数和导温系数。其缺点是自动化程度低、通用性差、调节过程复杂、测试结果受人为因素影响较大。国外生产的导热系数测试仪，结构复杂、价格最费，不便于推产使用。因此，本研究致力于研制采用VisualBasic6.0的面向对象编程技术，结合周
收稿日期：2008-06-30
基金项目：中南大学研究生教育创新工程资助（1343-77326）
文章编号：10085939(2008)1003605
期热流法开发一套自动化程度较高、操作方便、准确度较高、通用性强的测试和计算金属及合金高导
热材料热物性发数和装置和软件。 2程序设计及测试原理
周期热流法可分为径向周期热流法和纵向周期热流法，本设计采用后者。对于圆柱体试样，纵向周期热流法的原理是，在棒状试样的一端供给一个温度呈周期性变化的热源(正弦温度波)：
T=AsinwT
(1)
式中：T表示温度，℃；A表示正弦波幅值，℃； w表示角频率，rad/s；T表示时间，S。则圆柱体试样上某点的温度也将以与热源相同的周期变化，只是温度变化的幅值有所下降。而且当温度波沿着试样以定的速度传播时，产生衰减现象，即试样上某些点之间的温度波存在着相位差，这时试样内温度波的速度v为：
v=V2ae
作者简介：王莹，女，1984年生，在读硕士研究生，中南大学能源科学与工程学院，湖南长沙410083，
电话：07318879863,E~mail:wangying8188@yaho0.com.cn
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