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K-analys AB Shanghai

A Unique Instrument for Measuring Thermal

Properties

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石英晶体微天平 导热系数仪

K-Analys AB

为了更好地拓展中国市场，由四家公司共同注资的瑞典凯戈纳斯有限公司于 2006 年 10 月在上海设立了代表处

反应过程分析仪

ChemiSens

绝热量热仪、微反应量热仪

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Hot Disk AB

成立 : 1995 总部 : Uppsala, Sweden 分支机构 : Scandinavia, UK, France, Germany,

US, Canada, Japan, Taiwan 用户 : More than 250 world wide, more than 20 in China

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瞬变平面热源法（ TPS ）技术

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Evolution of Hot Wire Method

热线法 1960s

热带法 1970s

Hot Disk 1980s

TPS 技术

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TPS 技术原理Hot Disk 的测量原理基于由 Silas Gustafsson 博士发明的瞬变平面热源法（ Transient Plane Source Method, TPS ）

数秒钟完成导热系数 (Thermal Conductivity) 、热扩散率 (Thermal Diffusivity) 和热容 (Heat Capacity)的测试

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数学模型

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Time

Temp.

对函数的拟合得到热扩散系数

斜率得到导热系数

Thermal Conductivity W/mK

Thermal Diffusivity mm2/s= Cp Heat Capacity MJ/m3K

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样品

输出功率、测试时间、探头尺寸

热扩散系数、测试时间和探头半径平方的比值被称为特征时间x tr x r

样品

探头

= 0.3 – 1.0 通过调整测试时间和探头半径等参数来适应基本的数学假设

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瞬变平面热源法的基础

-一个全新的数学模型

- 一个特别的电子数据采集系统

- 一个独特的探头 Double spiral StructureRadii: 0.492 - 29.40 mm Both as heater and sensor

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TPS 技术的优点

直接测量热传播，可以节约大量的时间 不会和静态法一样受到接触热阻的影响 无须特别的样品制备，只需相对平整的样

品表面 可用于固体、粉末、涂层、薄膜、液体、

各向异性材料等的测定

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TPS 技术的延伸

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薄膜法

材料：纸、织物、布、高聚物薄膜等绝缘材料 厚度： 10μm ~ 500μm 导热系数： 0.01W/mK ~ 10W/mK

Background material (good conductor) Sample Sensor Sample

Background material

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平板法

Insulator

SampleSensorSample

Insulator

材料：陶瓷、金属、硅片等导热材料导热系数： >10 W/mK厚度： 0.2 mm ~ 20 mm

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各向异性法

径向ConductvityDiffusivity

轴向ConductivityDiffusivity

样品的比热 Cp 必须是已知的！

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单面法

当样品只有一片或无法切割时……

可用于原位测试 !

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液体测试

为避免形成对流

— 探头垂直放置— 低输出功率— 短测试时间

用于测试流体，水和甲醇等低粘度液体亦可测得

油浴 / 水浴，在不同温度进行测试

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Why Hot Disk: Specification

通过改变输入功率、探头尺寸和测试时间

导热系数 : 0.005—800 W/mK 温度范围 : 10 K—1000 K

材料类型 : 金属、合金、陶瓷、硅片、聚合物、粘结剂、纸、织物、印刷电路板、推进剂…… 样品类型 : 固体、粉末、薄膜、液体、各向异性材料等 精度 : 3%

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样品类型

固体、粉末、薄膜、涂层、液体、各向异性材料等

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应用示例：航空航天

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应用示例：蜂窝材料

材料总体特性

Thermal Conductivty, W/mK 13.4

Diffusivity, mm2/s 14.3Cp MJ/m3K 0.93

材料各向异性特性

Axial Thermal conductivity W/mK 27.5Axial Diffusivity mm2/s 44.8Radial Thermal conductivity W/mK 7.39Radial Diffusivity mm2/s 12.3

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应用示例：电子材料

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应用示例：液体样品

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Why Hot Disk: Best Choice of Customers

美国国家标准和技术学院 (NIST)英国国家物理实验室 (NPL)美国橡树岭国家实验室 (Oak Ridge)法国国家物理实验室日本国家高等工业技术科学院美国 Intel 公司德国 Bayer ， BASF 公司美国 Dow Corning 公司

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国内主要客户

清华大学 四川大学西安交通大学 上海交通大学中国科技大学 同济大学西北工业大学 华南理工大学东莞优邦 华为技术中科院大连化物所 中科院广州能源所陕西华兴航空机轮刹车系统有限责任公司 山东建筑工程学院福建华清电子材料科技有限公司 郑州烟草研究院美国 Dow Corning （上海）公司 航空材料与工艺研究所

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Why Hot Disk

世界领先的热分析技术 合理的价格、优越的性能 强大的科研支持 一流的售前、售中和售后服务