解決方案
石墨材料因其特別的層狀晶體結構,展現出很高的本征導熱性能,廣泛應用於電子器件散熱、熱管理材料、新能源電池等領域。準確測量石墨材料的導熱係數(尤其是各向異性特性)對其性能優化與應用設計至關重要。
傳統穩態導熱測試法(如激光閃射法、熱線法)需通過穩態熱流建立溫度梯度,耗時較長且對樣品形狀、環境穩定性要求高;而瞬態平麵熱源法作為一種非穩態測試技術,通過測量探頭在短時間內釋放熱量後樣品的溫度響應,可快速反演材料的導熱係數、熱擴散率和體積熱容,尤其適用於各向異性材料的高效測試。
一、實驗步驟
1、實驗樣品
電極石墨材料
2、測試設備
3、樣品預處理
樣品尺寸:兩片均為30*30*7.5mm,表麵均勻光滑平整。
表麵處理:用600#-2000#砂紙拋光樣品表麵,去除劃痕,提高探頭與樣品的接觸熱導。
4、操作過程
樣品放置:將探頭置於兩塊樣品正中間,確保探頭都覆蓋樣品中心區域;
參數設置:根據樣品預估熱擴散率,選擇測試功率5W;
數據采集:啟動加熱脈衝,記錄探頭溫度隨時間變化的曲線(采樣間隔0.1ms,總測試時間10s);
5、實驗結果與分析
電極石墨的純度通常低於高純度石墨,工業級電極石墨的灰分一般在0.1%–1%(部分低端產品可達2%以上)。雜質會散射聲子,顯著降低導熱係數。例如灰分每增加0.5%,導熱係數可能下降約5%–10%。
電極石墨的室溫麵內導熱係數通常為50–200W/(m·K),麵外為10–50W/(m·K),具體數值受純度、密度和孔隙率主導;其各向異性程度較低,是工業場景中性價比突出的導熱與導電功能材料。
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