穩(wěn)態(tài)法測量不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)

1、穩(wěn)態(tài)法測量不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)【實驗?zāi)康摹坷梦矬w的散熱速率求傳熱速率。（用穩(wěn)態(tài)平板法測定不良導(dǎo)體的導(dǎo)熱系數(shù)。）【儀器用具】導(dǎo)熱系數(shù)測定儀（含實驗裝置、數(shù)字電壓表、數(shù)字秒表）一臺2 .杜瓦瓶（或低溫實驗儀）一只/臺硬鋁樣品（附絕緣圓盤一塊，供散熱時覆蓋用）一根橡皮樣品一塊測片一把實驗內(nèi)容】.測量不良導(dǎo)體-橡皮樣品的導(dǎo)熱系數(shù)。.測量金屬-硬鋁測試樣品的導(dǎo)熱系數(shù)。3.測量空氣的導(dǎo)熱系數(shù)。結(jié)構(gòu)特性】在使用中，樣品架的三個螺旋微頭是用來調(diào)節(jié)散熱盤和圓筒加熱盤之間距離和平整度 的。除測量金屬樣品時不用圓筒固定外，其它如測橡皮和空氣的導(dǎo)熱系數(shù)時，均將圓筒的 固定軸對準(zhǔn)樣品支架上的圓孔插入，并用螺母旋緊，具體步

2、驟是：先旋下螺母，將加熱圓 筒放下。使固定軸穿過圓孔，再將螺母旋上并擰緊，最后固定筒后的緊固螺釘，從而由三 個螺旋測微頭來調(diào)節(jié)平面和待測樣品厚度?！緶y量范氤精度】 溫度測量部分：室溫0 110C ;測量精度：1C溫差測量的精度0.5=計時部分：范圍0 100min;最小分辨率1S,精度:10-5電壓表：精度0.1%;實驗原理】導(dǎo)熱是物體相互接觸時，由高溫部分向低溫部分傳播熱量的過程.當(dāng)溫度的變化只是沿 著一個方向（設(shè)Z方向）進(jìn)行的時候,熱傳導(dǎo)的基本公式可寫為：dQ =-人（空）ds - dtdz旬（2-9-1）它表示在dt時間內(nèi)通過ds面的熱量為dQ,dT/dz溫度梯度，入為導(dǎo)熱系數(shù)它的大小由

3、物體 本身的物理性質(zhì)決定,單位為w/（mk），它是表征物質(zhì)導(dǎo)熱性能大小的物理量，式中負(fù)號表示 熱量傳遞向著降低的方向進(jìn)行。在圖一中，B為待測物，它的上下表面分別和上下銅盤接觸，熱量由高溫銅盤通過待測 物B向低溫銅盤傳遞，若B很薄，則通過B側(cè)面向周圍環(huán)境的散熱量可以忽略不計，視熱 量沿著垂直待測圓板B的方向傳遞，那么，在穩(wěn)定導(dǎo)熱（即溫度場中各點的溫度不隨時間 而變）的情況下，在攵時間內(nèi)，通過面積為S、厚度為h的勻質(zhì)板的熱量為Q =-人 S-Ath（2-9-2） T表示勻質(zhì)圓板兩板兩板面的恒定溫差。若把（2-9-2 ）式寫成Q. at=A 3Ath（2-9-3）的形式，那么QM。便為待測物的導(dǎo)熱速

4、率。只要知道了導(dǎo)熱速率，由（2-9-3 ）式即可 求出入。下面我們來求Q/Z。實驗中，使上銅盤A和下銅盤P分別達(dá)到恒定溫度T1、T2,并設(shè)T1 T2,即熱量由上 而下傳遞，通過下銅盤P向周圍散熱.因為T1和T2不變，所以，通過B的熱量就等于P向周圍 散發(fā)的熱量，即B的導(dǎo)熱速率等于P的散熱速率，因此，只要求出了 P在溫度弓時的散熱速率, 就求出了 B的導(dǎo)熱速率 Q/Z。因為P的上表面和B的下表面接觸，所以P的散熱面積只有下表面面積和側(cè)面積之和， 設(shè)為S部。而實驗中冷卻卻曲線P是全部裸露于空氣中測出來的，即在P的下表面和側(cè)面 都散熱的情況下記錄出來的。設(shè)其全部表面積為S全，根據(jù)散熱速率與散熱面積成

5、正比的關(guān) 系得T2,即熱量由上而下傳遞，通過下銅盤P向周圍散發(fā)熱 量。T1,T2不變，通過B的熱量就等于P向周圍散發(fā)的熱量，即B的導(dǎo)熱速率等于P的散 熱速率。因此，只要求出了 P在溫度T2時的散熱速率，就求出了 B的導(dǎo)熱速率 Q/Z。在實驗過程中要注意一些事項，由于此實驗過程中使溫度穩(wěn)定需要較長時間，為縮 短時間，可先將電源電壓打在高檔，幾分鐘后，待T達(dá)到一定值，將開關(guān)撥至低檔。實 驗前熱電偶插入小孔時，要抹上些硅脂，并插到洞孔底部，保證接觸良好，固定待測物 體的螺釘一定要擰緊，加熱盤、待測物體與散熱盤一定要對齊，并且緊密接觸，否則會 對測量結(jié)果造成很大誤差。熱電偶的冷端一定要放入冰塊中，保證溫差與實際溫度接近。 實驗過程中要等到數(shù)值相對穩(wěn)定后再讀數(shù)，并記錄測量值，由于此實驗過程中使溫度穩(wěn)