文档介绍：背景介绍由于温度不均匀,热量会从温度高的地方向温度低的地方转移,这种现象叫做热传导。热交换有三种基本形式:导热、对流和辐射。导热是指物体各部分之间不发生相对宏观位移情况下由于温差引起的热量的传递过程。材料导热性能的测量对工程热物理、材料科学、固体物理及能源、环保等各个研究领域都有重要意义。导热系数(又称导热率)是反映材料导热性能的物理量,不仅与构成材料的物质种类密切相关,而且与它的微观结构、温度、压力以及杂质含量等相联系,所以在科学实验和工程设计中,材料的导热系数都需要用实验的方法来测定。早在19世纪初,法国科学家傅立叶就已根据实验得到热传导基本关系,并在其著作《热的解析理论》中详细的提出了热传导定律。目前各种测量导热系数的方法都建立在傅立叶热传导定律基础上。目前,测量导热系数的方法可分为稳态法和动态法两类。本实验采用的是稳态平板法测量材料的导热系数。(1786-1830)实验原理热传导定律指出:如果热量是沿着z方向传导,那么在z轴上任一位置Z0处取一个垂直截面积dS,以表示在z处的温度梯度,以表示该处的传热速率(单位时间内通过截面积dS的热量),那么传导定律可表示成:利用上式测量材料的导热系数λ,需解决两个关键的问题:Ⅰ.如何在材料内造成一个温度梯度并确定其数值;Ⅱ.如何测量材料内由高温区向低温区的传热速率。导热系数:在温度梯度为一个单位的情况下,单位时间内垂直通过截面单位面积的热量。Ⅰ.测量温度梯度上铜板A样品B下铜板p加热传热散热Dh稳定温度T1稳定温度T2要求:,且h<<D;。Ⅱ.测量传热速率单位时间内通过某一截面积的热量是一个无法直接测定的量,我们设法将这个量转化为较容易测量的量。稳态时:加热速率=传热速率=散热速率,因此利用铜板的散热速率与冷却速率的关系:铜板A加热样品B传热铜板P散热只要测出下铜板在T2时的冷却速率就能得出样品的传热速率!应该注意的是,这样得出的是铜板全部表面暴露于空气中的冷却速率,而在实验中稳态传热时,铜板的上表面是被样品覆盖的,由于物体的散热速率与它们的面积成正比,所以稳态时,铜板散热速率的表达式应修正为:代入热传导定律表达式,即可得到导热系数:实验仪器本实验主要仪器有:YBF-5型导热系数测定仪,测试材料,测试连接线,塞尺、游标卡尺等。YBF-5型导热系数测定仪防护罩加热盘(上铜板A)样品位置散热盘(下铜板P)风扇(实验完毕,给系统散热)温度控制器温控开关计时秒表测温PT100样品胶木板硅橡胶