導(dǎo)熱系數(shù)是表征材料熱傳導(dǎo)能力的重要物理參數(shù)，是工程材料尤其是窯爐材料的熱物理特性之一。在研究和開發(fā)新型耐火材料時，研究人員都很重視導(dǎo)熱系數(shù)這項技術(shù)指標(biāo)，并在冶金工程材料、建筑中作為選擇材料的重要依據(jù)之一。所以，準(zhǔn)確測定材料的導(dǎo)熱系數(shù)至關(guān)重要。目前國內(nèi)測定耐火材料導(dǎo)熱系數(shù)通常采用平板法和熱線法。但這兩種方法均存在測量精度不高，測量范圍較窄等不足。1961年，Parker等開始了利用激光脈沖技術(shù)測量材料的熱物理性能的研究，由于這種技術(shù)具有測量精度高、測試周期短和測試溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛的研究和應(yīng)用，經(jīng)過不斷發(fā)展和完善，目前激光閃射法已經(jīng)成為一種成熟的材料熱物理性能測試方法。

激光閃射法是目前世界上的材料熱物理性能測試方法之一，歐美各國的大部分熱擴(kuò)散數(shù)據(jù)就是用該方法測定的。本文介紹的激光閃射法導(dǎo)熱系數(shù)測定方法是通過直接測量材料的熱擴(kuò)散系數(shù)、比熱容、密度來計算材料的導(dǎo)熱系數(shù)。

1. 案例背景

接收到客戶石墨紙測試樣品，要求根據(jù)ASTM E1461-13測試標(biāo)準(zhǔn)完成測試。

2. 測試方法簡述

A．測試程序：

1)試樣的制備：由于耐火材料多為含顆粒原料的材料，具有明顯的非均質(zhì)性和方向性，因此試樣的制備對測定結(jié)果影響很大，要嚴(yán)格控制試樣的直徑、厚度和兩個端面的平行度。典型試樣為直徑為12．7mm或者25.4mm的圓形試樣;

2)試樣的處理：為了減少耐火材料對激光脈沖的反射，并增加試樣表面對激光脈沖能量的吸收，測試前可以在待測試樣的兩面均勻噴涂石墨涂層。石墨涂層可以阻止激光射線和可觀察波長段熱輻射的穿透，在高溫階段能夠抵抗激光脈沖的加熱而不融化和蒸發(fā)，并且不與試樣產(chǎn)生反應(yīng);

3)試樣的安裝與測定：試樣經(jīng)過上述步驟的處理后，即可放入儀器中進(jìn)行測試。通過計算機(jī)控制系統(tǒng)，設(shè)定待測試樣的試驗條件，包括升溫時間，試驗溫度和試驗氣氛等。達(dá)到設(shè)定溫度，并且溫度穩(wěn)定后，選擇手動或者自動方式開啟激光發(fā)生器，儀器自動記錄試樣上表面溫升隨時間的變化曲線，整個測定過程結(jié)束。