用DSC差示扫描量热仪简单测定聚合物的热导率
- 发表时间:2021-06-10
- 来源:本站
- 人气:2009
简单的DSC差示扫描量热仪测量可用于快速确定聚合物和其他材料的热导率,其具有类似的低值,准确度约为 ±10 至 ±20%。 Hakvoort 和 van Rejien 于 1985 年发布了执行此操作的程序。在这种方法中,测量圆柱形样品或圆盘顶部的纯金属的熔化行为。为了简化样品处理,我们修改了方法,将金属放入坩埚中。测量了 11 种聚合物的热导率,并将结果与文献值进行了比较。我们获得的值平均比文献值低约 4%。如果您考虑到与热导率测量相关的一般测量不确定性,则此偏差很小。

介绍
南京汇诚仪器提出了一种有趣的方法来确定固体材料的热导率。这包括将纯金属(例如铟或镓)放在正圆柱体或圆盘形状的样品的上圆形端面上,然后将圆盘(不带坩埚)直接放在 DSC差示扫描量热仪测量传感器上。在加热过程中,金属达到其熔点,并且在金属熔化时温度保持恒定。因此,此时盘的上端表面的温度是已知的。圆盘下端面的温度和流入圆盘的热量DSC差示扫描量热仪测量。然后可以根据圆盘上下端面之间的温差和热流计算样品的热导率。 除了DSC差示扫描量热仪,现在还有许多专门设计用于测定热导率的仪器。然而,DSC差示扫描量热仪 的优点是比热容也可以用相同的仪器测量。这允许确定材料的热扩散率 (λ/(ρcp)。最近重新引入了上述使用金属的方法来确定复合材料和新材料的特性。在下面的文章中,我们将描述一种简单的DSC差示扫描量热仪方法,该方法可以快速测定聚合物的热导率,通常测量不确定度为10%。

理论背景
在静止条件下,通过具有热阻 Rs 的物体的热流 φ 与温差 ΔT 成正比:材料的热阻 Rs 由与材料相关的热导率和几何形状给出主体的:这里 λ 是热导率,A 是横截面积,h 是主体的长度。
对于直径为 D 和高度为 h 的圆柱形样品,图 1 显示了用于通过 DSC差示扫描量热仪 确定材料热导率的设置。从传感器到纯金属的热流不仅取决于样品的热阻,还取决于传感器-样品 (R1) 和样品-金属 (R2) 界面的热阻。因此,方程 (1) 必须改写如下: 为确保热阻 R1 和 R2 可重现,界面处的空间填充有导热油。因此,如果始终使用相同的样品横截面,则可以假设 R1 和 R2 与样品无关。仅当方程 4 和 5 中的 φ、RT、Tm 和 Ts 已知时,才能确定 Rs 以及样品的热导率。熔化过程中的 Tm 值是已知的,因为使用的是纯金属。φ 和 Ts 的值是从 DSC差示扫描量热仪 测量中获得的,而 RT 可以通过执行多次测量来确定。如果 RT 远小于 Rs,则 RT 甚至可以忽略不计,λ 可以从单个熔解曲线确定。结合方程 1 和 2 得到方程 6:方程 6 仅在熔化过程中有效。ΔT 是时间 t 处的温度 Ts 与金属熔点(即开始熔化的温度,Tonset)之间的差值。对应的热流 φ 是同一时刻 t 的热流与熔化开始时的热流之差(见图 2)。因此,S 是熔化峰线性侧的斜率。那么 RT 甚至可以忽略不计,λ 可以从单个熔解曲线确定。结合方程 1 和 2 得到方程 6:方程 6 仅在熔化过程中有效。ΔT 是时间 t 处的温度 Ts 与金属熔点(即开始熔化的温度,Tonset)之间的差值。对应的热流 φ 是同一时刻 t 的热流与熔化开始时的热流之差(见图 2)。因此,S 是熔化峰线性侧的斜率。那么 RT 甚至可以忽略不计,λ 可以从单个熔解曲线确定。结合方程 1 和 2 得到方程 6:方程 6 仅在熔化过程中有效。ΔT 是时间 t 处的温度 Ts 与金属熔点(即开始熔化的温度,Tonset)之间的差值。对应的热流 φ 是同一时刻 t 的热流与熔化开始时的热流之差(见图 2)。因此,S 是熔化峰线性侧的斜率。对应的热流 φ 是同一时刻 t 的热流与熔化开始时的热流之差(见图 2)。因此,S 是熔化峰线性侧的斜率。对应的热流 φ 是同一时刻 t 的热流与熔化开始时的热流之差(见图 2)。因此,S 是熔化峰线性侧的斜率。

用DSC差示扫描量热仪 可以很容易地测定聚合物的热导率;测量不确定度通常小于 20%。获得的测量值与文献值偏差的 -4% 值与基于 ASTM 标准 E1952 的实验室间研究结果相当(-6% 平均测量偏差,重复性 r 为 12%)。标准程序基于几个温度调制的 DSC差示扫描量热仪 测量。它需要准确已知的参考物质,并且评估涉及复杂的数学计算。尽管 ASTM E1952 程序的时间和复杂性要高得多,但测量的热导率值并不比使用此处使用的简单方法获得的值更准确。此外,在 E1952 标准的实验室间研究中只测量了两种聚合物。相比之下,这里测量了 11 种不同的材料,并确定了更广泛的热导率范围。样品圆柱体或圆盘的高度应约为 1 至 3 毫米,且直径必须与装有纯金属的坩埚底部相同。在熔融状态下,金属必须完全覆盖坩埚底部。如果使用镓作为参考金属,铝坩埚必须在内部涂上一层漆,以防止形成合金。传感器和样品之间以及样品和坩埚之间的空间充满油,以便尽可能地再现热阻。此外,样品盘的端面必须是平的。DSC差示扫描量热仪 应以通常的方式调整,只使用坩埚和金属(即没有圆柱形样品),使熔化焓和熔化温度与文献值一致。 通常,我们建议您根据 eq 9 进行测定,使用有和没有样品的测量。
- 2026-06-05科研首选!汇诚仪器HCDR-S导热仪获国际顶刊实验验证
- 2025-05-26探索材料热行为:热重-红外联用技术(TG-IR)
- 2025-05-23热分析仪器发展史与技术演进
- 2026-07-28国产好仪器走进武大|南京汇诚携手武汉大学开展技术交流
- 2026-11-03南林定制同步热分析仪!汇诚加氢加甲烷全自动升降STA国产独有
- 2026-10-21国产DSC登上国际期刊:南航团队相变热管理研究新成果
- 2026-10-19国产好仪器认证!汇诚 TGA-601S 热重分析仪实力上榜
- 2026-10-15杭州热威电热为何选汇诚仪器的热重分析仪TGA-601S?
- 2026-10-13汇诚仪器DSC比肩进口仪器,赢得国际SCI期刊认可
- 2026-09-16汇诚仪器差示扫描量热仪DSC-600C,走进乐凯胶片实验室
- 2026-08-28热重分析仪TGA可通水蒸气氢气汇诚热分析交付南航
- 2026-08-24汇诚仪器DSC与TGA热分析设备顺利交付东莞东伟金色母粒
- 2026-08-20汇诚热分析仪器DSC、TGA入驻广州海天塑胶新材料实验室 近日,南京汇诚仪器仪表有限公司与广州海天塑胶有限公司达成合作,成功交付差示扫描量热仪DSC-600S、热重分析仪TGA-601S两套热分析设备,正式投入企业新材料研发实验室使用。本次合作标志着汇诚仪器在塑胶高分子材料检测领域,又收获一位行业优质合作伙伴,双方将围绕塑胶材料性能检测、配方优化开展长期技术协作。 广州海天塑胶深耕高分子改性塑胶材料研发生产,对原材料热稳定性、熔融特性等关键指标有着严苛的检测要求。随着企业研发项目不断推进,完善自主热性能检测平台成为提升产品质控效率的重要一环。经过多方调研对比,海天塑胶最终选择汇诚仪器的热分析系列产品,以此补齐实验室材料热表征测试能力。 本次交付的差示扫描量热仪DSC-600S,可精准测定塑胶材料的熔融温度、结晶度、玻璃化转变温度等参数,帮助研发人员判断材料成型工艺窗口,优化改性配方。配套的热重分析仪TGA-601S能够监测材料在升温过程中的热失重变化,分析填料含量、热分解温度、阻燃性能,为塑胶原料的稳定性评估、老化风险预判提供可靠的数据支撑。两台仪器协同工作,可完整覆盖高分子材料多项核心热性能测试需求。 此次与广州海天塑胶的合作,是下游实体制造企业对汇诚国产热分析仪器实力的认可。未来南京汇诚仪器将持续做好设备售后、技术培训等配套服务,助力海天塑胶提升新材料研发与质量管控水平。汇诚仪器也将继续扎根热分析检测赛道,打磨高性能国产检测设备,与更多塑胶新材料企业携手,共同推动高分子行业检测技术高质量发展。
- 2026-08-17携手苏州协同科技,汇诚热分析仪器助力新材料研发
- 2026-08-07携手科研院所|安徽省农业科学院采购汇诚热分析设备
- 2026-07-31南京汇诚热分析仪器落地杭州贝盛高分子,赋能材料检测研发
-
TGA-601R全自动升降热重分析仪
TGA-601R升降式热重分析仪仪器简介热重分析法(··· -
TGA -601S热重分析仪
产品简介:热重分析法(TG、TGA)是在升温、恒温··· -
差示扫描量热仪DSC-600M
仪器介绍:差示扫描量热法(热流式DSC)作为一种··· -
HCDR-P 平板导热仪
HCDR-P平板导热系数测定仪基于单向稳定导热原理···
- 南京汇诚仪器仪表有限公司
- 服务热线:025-52702696
- 售后服务:025-52702696
- 电子邮件:njhcyq@163.com
- 公司地址:南京市江宁区福瑞路1001号6栋

