發布時間:2025/10/20 14:51:54
導熱系數是材料的關鍵熱物理參數,表征材料傳遞熱量的能力。橡膠作為常用的彈性體材料,廣泛應用于密封、減震、隔熱/散熱等領域(如輪胎、密封圈、電子設備隔熱墊等)。其導熱性能直接影響產品功能(如高溫環境下的散熱效率或低溫環境的隔熱效果)。因此,準確測定橡膠的導熱系數對材料選型、結構設計及性能優化具有重要意義。
一、實驗設備與材料
1.1實驗設備
DZDR-AS導熱系數測定儀
1.2實驗樣品
選取三種典型橡膠樣品:
天然橡膠(NR):邵氏硬度60,密度1.15g/cm3;
甲基乙烯基硅橡膠(VMQ):邵氏硬度50,密度1.10g/cm3;
丁腈橡膠(NBR,丙烯腈含量33%):邵氏硬度70,密度1.20g/cm3。
樣品尺寸:直徑≥40mm或者長寬≥40mm,厚度分別為2mm、5mm、10mm(每種橡膠測試3組厚度,考察厚度對結果的影響)。
1.3實驗步驟
樣品預處理:橡膠樣品切割成圓形薄片,60℃真空干燥24h,冷卻至室溫后置于干燥器中備用(避免吸潮影響導熱性能)。
儀器校準:使用標準亞克力板片進行儀器校準,驗證測試系統準確性。
樣品裝夾:將待測樣品平鋪于探頭兩側,輕壓使探頭與樣品緊密接觸(涂導熱硅脂),確保無氣泡。
測試過程:啟動儀器,設定加熱時間(通常160s),實時記錄探頭溫度隨時間變化數據。
數據采集與存儲:導出原始溫度-時間曲線,通過儀器配套分析軟件自動計算導熱系數。
1.4數據處理與結果分析
測試結果
三種橡膠的導熱系數測試結果(平均值±標準差)如下表:
測量結果分析
厚度影響:同一材料不同厚度(2~10mm)的測試結果偏差<5%,表明TPS法對樣品厚度不敏感(厚度>5mm時側向熱損失可忽略)。
重復性:同批次樣品測試5次,相對標準偏差(RSD)<3%,表明瞬態熱源法重復性好。
與文獻值對比:測試結果與文獻值吻合良好(相對誤差<5%),驗證了瞬態熱源法的準確性。