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GB/T 5990-2021 耐火材料 導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容和熱擴(kuò)散系數(shù)試驗(yàn)方法(熱線法)

【范圍】
本文件描述了十字熱線法測(cè)定耐火材料的導(dǎo)熱系數(shù)和平行熱線法測(cè)定耐火材料的導(dǎo)熱系數(shù)、熱擴(kuò)散系數(shù)及比熱容的試驗(yàn)方法。
十字熱線法適用于測(cè)量溫度不大于1250°C、導(dǎo)熱系數(shù)小于1.5W/(m?K)、熱擴(kuò)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(cè)量溫度不大于1250°C、導(dǎo)熱系數(shù)小于25W/(m?K)的不導(dǎo)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(yù)制件的導(dǎo)熱系數(shù)由于受硬化或凝固后殘留水在加熱時(shí)脫水的影響，試樣可做預(yù)處理。預(yù)處理的方法、程度和試樣在測(cè)量溫度時(shí)的保溫時(shí)間等細(xì)節(jié)超出了本文件的范圍，由雙方協(xié)商一致。
注2: 測(cè)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(duì)這類(lèi)材料的測(cè)量由雙方協(xié)商一致。

【術(shù)語(yǔ)和定義】
下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。
導(dǎo)熱系數(shù)  thermal conductivity
λ
單位時(shí)間內(nèi)在單位溫度梯度下沿?zé)崃鞣较蛲ㄟ^(guò)材料單位面積傳遞的熱量。
注: 單位為瓦每米開(kāi)爾文[w/(m·K)]。
熱擴(kuò)散系數(shù)  thermal diffusivity
α
材料的導(dǎo)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(jì))。
注: 單位為焦耳每千克開(kāi)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(zhǎng)度方向埋設(shè)在試樣中的線狀電導(dǎo)體(熱線)進(jìn)行局部加熱，熱線載有已知恒定功率的電流，即在時(shí)間上和試樣長(zhǎng)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(gè)時(shí)間間隔的溫度可以計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)，此升溫與時(shí)間的函數(shù)就是被測(cè)試樣的導(dǎo)熱系數(shù)。

【平行熱線法】
原理
平行熱線法是測(cè)量距埋設(shè)在兩個(gè)試塊問(wèn)線熱源規(guī)定距離和規(guī)定位置上溫升高所進(jìn)行的一種動(dòng)態(tài)測(cè)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(zhǎng)度方向埋設(shè)在試樣中的線狀電導(dǎo)體(熱線)進(jìn)行局部加熱，熱線載有已知恒定功率的電流，即在時(shí)間上和試塊長(zhǎng)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(kāi)始，熱電偶便開(kāi)始測(cè)量溫升隨時(shí)間的變化，通過(guò)溫升與時(shí)間的函數(shù)可得出被測(cè)試樣的導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴(kuò)散系數(shù)，根據(jù)已知試樣的體積密度，可計(jì)算出試樣的比熱容。

【實(shí)驗(yàn)儀器制備，推薦使用】比熱容和熱擴(kuò)散系數(shù)試驗(yàn)

京都電子KEM 熱線法導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀 QTM-700