GB/T 5990-2021 耐火材料 導熱系數(shù)、比熱容和熱擴散系數(shù)試驗方法(熱線法)

范圍
本文件描述了十字熱線法測定耐火材料的導熱系數(shù)和平行熱線法測定耐火材料的導熱系數(shù)、熱擴散系數(shù)及比熱容的試驗方法。
十字熱線法適用于測量溫度不大于1250°C、導熱系數(shù)小于1.5W/(m•K)、熱擴散系數(shù)不大于5×10^-6m²/s的不含碳耐火材料。
平行熱線法適用于測量溫度不大于1250°C、導熱系數(shù)小于25W/(m•K)的不導電耐火材料。
本文件也適用于粉狀和顆粒狀耐火材料。
注1: 不燒磚和不定形耐火材料預制件的導熱系數(shù)由于受硬化或凝固后殘留水在加熱時脫水的影響，試樣可做預處理。預處理的方法、程度和試樣在測量溫度時的保溫時間等細節(jié)超出了本文件的范圍，由雙方協(xié)商一致。
注2: 測量非均質(zhì)材料一般是困難的，尤其是含纖維的材料，使用本方法對這類材料的測量由雙方協(xié)商一致。

術語和定義
下列術語和定義適用于本文件。
導熱系數(shù)  thermal conductivity
λ
單位時間內(nèi)在單位溫度梯度下沿熱流方向通過材料單位面積傳遞的熱量。
注: 單位為瓦每米開爾文[w/(m·K)]。
熱擴散系數(shù)  thermal diffusivity
α
材料的導熱系數(shù)與其單位體積熱容之比。
注: 單位為平方米每秒(m²/s)。
比熱容  specificheat capacity
Cp
常壓下加熱1kg物質(zhì)使之升溫1K所需的熱量(以J計)。
注: 單位為焦耳每千克開爾文[J/(kg•K)]。

十字熱線法
原理
試樣在爐內(nèi)加熱至規(guī)定溫度并在此溫度下保溫，用沿試樣長度方向埋設在試樣中的線狀電導體(熱線)進行局部加熱，熱線載有已知恒定功率的電流，即在時間上和試樣長度方向上功率不變。從熱線的功率和接通電流加熱后已知兩個時間間隔的溫度可以計算導熱系數(shù)，此升溫與時間的函數(shù)就是被測試樣的導熱系數(shù)。

平行熱線法
原理
平行熱線法是測量距埋設在兩個試塊問線熱源規(guī)定距離和規(guī)定位置上溫升高所進行的一種動態(tài)測量法。
試樣組件在爐內(nèi)加熱至規(guī)定的溫度并在此溫度下保溫，再用沿試樣長度方向埋設在試樣中的線狀電導體(熱線)進行局部加熱，熱線載有已知恒定功率的電流，即在時間上和試塊長度方向上功率不變。熱電偶安放在離熱線規(guī)定的位置，且平行于熱線。從接通加熱電流的瞬間開始，熱電偶便開始測量溫升隨時間的變化，通過溫升與時間的函數(shù)可得出被測試樣的導熱系數(shù)和熱擴散系數(shù)，根據(jù)已知試樣的體積密度，可計算出試樣的比熱容。


京都電子KEM 熱線法導熱系數(shù)測定儀 QTM-700