.天津市高等教育自学考试模具设计与制造专业热工基础与应用综合实验报告（三）用球体法测量导热系数实验主考院校:专业名称：专业代码：学生姓名：准考证号：实验7 用球体法测量导热系数实验一、实验目的1． 学习用球体法测定粒状材料导热系数的方法。
2． 了解温度测量过程及温度传感元件。
二、实验原理1.导热的定义：导热是指物体内的不同部位因温差而发生的传热，或不同温度的两物体因直接接触而发生的传 热.2.温度场: 非稳态 t=f （x,y,z,τ） 稳态 t=f(x,y,z)一维稳态 t=f(x)上式中x,y,z 为空间坐标， τ为时间 3温度梯度：上图中，等温面法向温度增量t ∆与距离n ∆的极限比值的极限。
即：n t nn t n gradt n ∂∂=∆∆=→∆0lim4.傅里叶定律：傅里叶定律的文字表述：在导热现象中，单位时间内通过给定截面的热量，正比例于垂直 于该界面方向上的温度变化率和截面面积，而热量传递的方向则与温度升高的方向相反。
dx dt n t Q λλ=∂∂=其中Q 为导热量，单位为W ；A 为传热面积，单位为m2；T 为温度， 单位为K ；x 为在导热面上的坐标，单位为m 。
5．导热系数：导热系数是表征物质导热能力的物性参数。
一般地，不同物质的导热系数相差很大。
金属的导热系数在2.3～417.6W/m ·℃范围， 建筑材料的导热系数在0.16～2.2 W/m ·℃之间， 液体的导热系数波动于0.093～0.7 W/m ·℃， 气体的导热系数为0.0058～0.58 W/m ·℃范围内。
即使是同一种材料，其导热系数亦随温度、压力、湿度、物质结构和密度等因素而变化dxdt q -=λλ为导热系数，w/m.k6.影响λ的因素：1）温度、密度、湿度及材料的种类的等因素。
对流传热过程是流体与壁面间的传热过程，所以凡是与流体流动及壁面有关的因素，也必然影响 对流传热系数的数值，实验表明传热系数 值与流体流动产生的原因。
湖南科技大学金属材料专业综合实验题目材料专题设计与研究实验作者学院机电工程学院专业金属材料工程学号指导教师二〇一二年一月四日实验一热膨胀系数测试一、实验目的：测定在高温状态金属材料，陶瓷，釉料，耐火材料以及其他非金属材料在受热焙烧过程中德热膨胀和受挫性能，也适用于GB1T3810.8-2006对陶瓷砖线性热膨胀的测定。
二、实验仪器：RPY、ZRPY—1400系列热膨胀系数测定仪（该仪器是用于测定在高温状态金属材料，陶瓷、釉料、耐火材料以及其它非金属材料在受热焙烧过程中的膨胀和收缩性能，也适用于GB/T3810.8-2006对陶瓷砖线性热膨胀的测定。
）三、主要技术参数：1、最高炉温：1000℃1400℃1600℃2、测定变形范围：5mm3、灵敏度：≤0.1μm4、控温精度：±0.1℃5、计算机自动计算膨胀系数、线膨胀量6、自动计算补偿系数并自动补偿，也可人工修正7、试样尺寸：∮6-10×50mm，10×10×50mm8、电源：220V，2kw9、ZRPY智能膨胀仪自动控温，记录，存储，打印数据，打印温度-膨胀系数曲线，所有试验操作均由计算机界面完成，操作方便并提供全套软件。
四、仪器的组成及原理：物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象称为热膨胀。
热膨胀系数是材料的主要物理性质之一，它是衡量材料的热稳定性好坏的一个重要指标。
在实际应用中，当两种不同的材料彼此焊接或熔接时，选择材料的热膨胀系数显得尤为重要，如玻璃仪器、陶瓷制品的焊接加工，都要求二种材料具备相近的膨胀系数。
在电真空工业和仪器制造工业中广泛地将非金属材料（玻璃、陶瓷）与各种金属焊接，也要求两者有相适应的热膨胀系数；如果选择材料的膨胀系数相差比较大，焊接时由于膨胀的速度不同，在焊接处产生应力，降低了材料的机械强度和气密性，严重时会导致焊接处脱落、炸裂、漏气或漏油。
如果层状物由两种材料迭置连接而成，则温度变化时，由于两种材料膨胀值不同，若仍连接在一起，体系中要采用一中间膨胀值，从而使一种材料中产生压应力而另一种材料中产生大小相等的张应力，恰当地利用这个特性，可以增加制品的强度。
导热系数检测内容及方法（1）防护热板法检测导热系数本方法适用于处于干燥状态下单一材料或者复合板材等中低温导热系数的测定。
依据标准：《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》GB/T10294-88原理：在稳态条件下，防护热板装置的中心计量区域内，在具有平行表面的均匀板状试件中，建立类似于以两个平行匀温平板为界的无限大平板中存在的一维恒定热流。
为保证中心计量单元建立一维热流的准确测量热流密度，加热单元应分为在中心的计量单元和由隔缝分开的环绕计量单元的防护单元。
并且需有足够的边缘绝热或（和）外防护套，特别是在远高于或低于室温下运行的装置，必须设置外防护套。
通过测定稳定状态下流过计量单元的一维恒定热流量Q、计量单元的面积A、试件冷、热表面的温度差/T,可计算出试件的热阻R 或热导率CA（C1试验仪器：1.1平板导热仪(1)导热系数测定范围：(0∙020~L000)W∕(m∙K)(2)相对误差：±3%(3)重复性误差：±2%(4)热面温度范围：(0-80)℃(5)冷面温度范围：(5~60)℃1.2、钢直尺1.3、游标卡尺2、试件要求：1)尺寸试件测量范围：30OmmX30OnInIXI(10~38)mm试件的表面用适当方法加工平整，使试件与面板紧密接触，刚性试件表面应制作的与面板一样平整，并且整个表面的不平行度应在试件厚度的±2%。
试件的尺寸应该完全覆盖加热单元的表面，由于热膨胀和板的压力，试件的厚度可能变化，在装置中在实际的测定温度和压力下测量试件厚度。
热敏感材料不应暴露在会改变试件性质的温度下，当试件在实验室空气中吸收水分显著(如硅酸盐制品)，在干燥结束后尽快将试件放入装置中以避免吸收水分。
3、试件加工试验前，将试件加工成30OnlnI(长)×300mm(宽)的正方形，并且保证冷热两个传热面的平行度，特别是硬质材料的试件，如果冷热两个测试面不平行，这种情况下必须将试件磨平后才能做实验。
26种保温材料的导热系数排行榜导读保温材料依据材性来分类，大体分为有机材料、无机材料和复合材料。
不同的保温材料性能各异，价格也千差万别，本文按照材料的保温性能即导热系数数值的大小进行依次排列，依次介绍产品的组成、效果示意应用价值及相关厂家等。
第一名：真空绝热板，导热系数0. 008W/ (m - K)排名第一的肯定是真空绝热板，该板材是山无机纤维芯材与高阻气复合薄膜通过抽真空封装技术，外覆专用界面砂浆，制成的一种高效保温板材。
图片如下：图1真空绝热板产品空气的导热系数大约是0. 023W/(m・K),要做到比空气还低的导热系数，那就只有真空了。
所以真空绝热板的导热系数是现有保温材料中最低的是毋庸置疑了。
其最大的优势，也就是其保温性能可以傲视所有其他类型的保温材料。
不过该板材也有短板，比如大家都会提出的真空度难以保持的问题：若是发生破损，板材的保温性能即会骤降；其次，施工平整度要求也较高，不能任意裁切。
当然，基本上所有的保温体系都有不同的缺陷，真空绝热板的上述缺陷问题也掩盖不了它本身超优异的导热系数指标和防火性能。
这足以让其傲视世面上所有的保温材料类型。
尽管真空保温材料发源于国外，但是国内的企业是最敢于将该材料用于外墙保温系统尝试的。
归功于国内一批专业真空板研发带头的保温板生产企业，在建筑节能领域大胆创新和尝试，真空绝热板外保温系统已经成为我国部分地区建筑外墙的重要方案之一，甚至在北方的被动式低能耗建筑里都有应用。
该保温板材性能是好的，整体保温系统的个别问题是存在的，但是，建筑外墙保温节能的安全性问题始终伴随着建筑节能工程，国内必须有更多的企业去继续摸索和创新！第二名：气凝胶保温材料，导热系数0.02W/ (m-K)气凝胶材料被称为世界上最轻的固体。
以纳米二氧化硅气凝胶为主体材料，通过特殊的工艺复合而成，具有耐高温、导热系数低、密度小、强度高、绿色环保、防水不燃等优越性能，同时兼具优越的隔声减震性能，是冶金、化工、国防、航空航天等领域不可或缺的高效隔热保温材料。
