书 书 书犐犆犛 ７７ ． ０４０ ． ９９ 犎 ２１ 中华人民共和国国家标准 犌犅 ／ 犜 ３６５１ — ２００８ 代替 ＧＢ ／ Ｔ３６５１ — １９８３ 金属高温导热系数测量方法 犕犲犪狊狌狉犻狀犵犿犲狋犺狅犱犳狅狉狋犺犲狉犿犪犾犮狅狀犱狌犮狋犻狏犻狋狔狅犳犿犲狋犪犾犪狋犺犻犵犺狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲 ２００８  ０６  ０９ 发布 ２００８  １２  ０１ 实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会 发布书 书 书前 　　 言 　　 本标准代替 ＧＢ ／ Ｔ３６５１ — １９８３ 《 金属高温导热系数测量方法 》。 本标准与 ＧＢ ／ Ｔ３６５１ — １９８３ 相比 ， 主要有以下变动 ： ——— 测试方法适用范围增加了片或板复合而成的金属复合材料 ； ——— 对片或板复合而成的金属复合材料的尺寸做了要求 ； ——— 标准中的压强单位由 ｍｍＨｇ 改为 Ｐａ ， 导热系数单位由 ｃａｌ · ｃｍ －１ · ｓ －１ · ℃ －１ 改为 Ｗ · ｃｍ －１ · ℃ －１ ； ——— 将附录 Ａ 中测量设备的校准用参考材料规定为纯铁牌号 （ ＹＴ３ ） 和不锈钢牌号 （ ０６Ｃｒ１８Ｎｉ１１Ｔｉ ）； ——— 增加了测量记录及报告 。 本标准的附录 Ａ 为资料性附录 。 本标准由中国有色金属工业协会提出 。 本标准由全国有色金属标准化技术委员会归口 。 本标准由北京有色金属研究总院负责起草 。 本标准主要起草人 ： 吕宏 、 谢元锋 、 康志君 、 王玉民 、 李屹民 。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为 ： ——— ＧＢ ／ Ｔ３６５１ — １９８３ 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ３６５１ — ２００８ 金属高温导热系数测量方法 １ 　 范围 本标准规定了直接通电纵向热流法测量金属高温导热系数的测量原理 、 试样要求 、 测量设备及仪 器 、 测量步骤 、 数据处理及测量结果 、 测量记录和报告等 。 本标准适用于 ８０℃ ～ ９００℃ 温度范围内测量金属或合金无相变温度下的导热系数 。 ２ 　 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 。 凡是注日期的引用文件 ， 其随后所有 的修改单 （ 不包括勘误的内容 ） 或修订版均不适用于本标准 ， 然而 ， 鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本 。 凡是不注日期的引用文件 ， 其最新版本适用于本标准 。 ＧＢ ／ Ｔ１２２０ 　 不锈钢棒 ＧＢ ／ Ｔ２６１４ 　 镍铬  镍硅热电偶丝 ＧＢ ／ Ｔ８１７０ 　 数值修约规则 ＧＢ ／ Ｔ９９７１ 　 原料纯铁 ３ 　 测量原理 ３ ． １ 　 测量方法示意图见图 １ 。 １ ——— 防热炉 ； ２ ——— 绝热材料 ； ３ ——— 试样 ； ４ ——— 均热管 ； ５ ——— 测量环境温度热电偶 ； ６ ——— 测量试样温度热电偶 。 图 １ 　 测量方法示意图 ３ ． ２ 　 棒状试样通以直流电流时 ， 产生的焦耳热主要沿试样纵向向两端传导 。 达到热稳定状态后 ， 认为 试样上是一维纵向热流 ， 对试样和侧向环境间的热交换予以修正 ， 试样的导热系数由下式确定 ： λ ＝ ６ ． ３６４ × １０ － ３ 犾犐犝 犇 ２ （ Δ １ － ε 犖 ）……………………………（ １ ） 　　 式中 ： λ ——— 试样的导热系数 ， 单位为瓦每厘米每摄氏度 （ Ｗ · ｃｍ －１ · ℃ －１ ）； １ 犌犅 ／ 犜 ３６５１ — ２００８ 犾 ——— 试样的工作区段平均长度 ； 犾 ＝ 犾 １ ＋ 犾 ２ ２ ， 单位为毫米 （ ｍｍ ）； 犐 ——— 通入试样的直流电流 ， 单位为安培 （ Ａ ）； 犝 ——— 试样工作区段平均电压降 ； 犝 ＝ 犝 １ ＋ 犝 ２ ２ ， 犝 １ 、 犝 ２ 分别为 犾 １ 、 犾 ２ 上的电压降 ， 单位为毫伏 （ ｍＶ ）； 犇 ——— 试样直径 ， 单位为毫米 （ ｍｍ ）； Δ １ ——— 试样工作区段中点和端点间的温度差 ， 单位为摄氏度 （ ℃ ）； ε ——— 反映侧向热交换大小的系数 ； 犖 ——— 标志试样和侧向环境温度差的函数 ， 单位为摄氏度 （ ℃ ）。 上式中 Δ １ 、 犖 、 ε 由下列各式确定 ： Δ １ ＝ 狋 ２ － 狋 １ ＋ 狋 ３ ２ ……………………………（ ２ ） Δ ２ ＝ 狋′ ２ － 狋′ １ ＋ 狋′ ３ ２ ……………………………（ ３ ） 犖 ＝ 狋′ ２ － 狋 ２ ＋ Δ １ － Δ ２ ６ ……………………………（ ４ ） Δ ０ １ ＝ 狋 ０２ － 狋 ０１ ＋ 狋 ０３ ２ ……………………………（ ５ ） Δ ０ ２ ＝ 狋′ ０２ － 狋′ ０１ ＋ 狋′ ０３ ２ ……………………………（ ６ ） 犖 ０ ＝ 狋′ ０２ － 狋 ０２ ＋ Δ ０ １ － Δ ０ ２ ６ ……………………………（ ７ ） ε ＝ Δ ０ １ 犖 ０ ……………………………（ ８ ） 　　 式中 ： 狋 １ 、 狋 ２ 、 狋 ３ ——— 试样通电时试样端点 、 中点 、 另一端点的温度 ， 单位为摄氏度 （ ℃ ）； 狋 ′ １ 、 狋 ′ ２ 、 狋 ′ ３ ——— 试样通电时侧向环境端点 、 中点 、 另一端点的温度 ， 单位为摄氏度 （ ℃ ）； 狋 ０１ 、 狋 ０２ 、 狋 ０３ ——— 试样不通电时试样端点 、 中点 、 另一端点的温度 ， 单位为摄氏度 （ ℃ ）； 狋 ′ ０１ 、 狋 ′ ０２ 、 狋 ′ ０３ ——— 试样不通电时侧向环境端点 、 中点 、 另一端点的温度 ， 单位为摄氏度 （ ℃ ）； Δ ０ １ ——— 试样不通电时试样端点和中点温度差 ， 单位为摄氏度 （ ℃ ）； Δ ０ ２ ——— 试样不通电时侧向环境端点和中点温度差 ， 单位为摄氏度 （ ℃ ）； Δ ２ ——— 试样通电时侧向环境端点和中点温度差 ， 单位为摄氏度 （ ℃ ）； 犖 ０ ——— 试样不通电时标志试样和侧向环境温度差的函数 ， 单位为摄氏度 （ ℃ ）。 ４ 　 试样要求 ４ ． １ 　 试样数量 ２ 个以上 。 ４ ． ２ 　 试样尺寸 ４ ． ２ ． １ 　 被测试样为棒状时 ， 应符合图 ２ａ ） 或图 ２ｂ ） 的要求 。 ４ ． ２ ． ２ 　 被测试样为丝状时 ， 直径 犇 为 １ｍｍ ～ ３ｍｍ 。 ４ ． ２ ． ３ 　 试样工作区段 犾 为 ２０ｍｍ ～ ４５ｍｍ 。 ４ ． ２ ． ４ 　 对片或板复合而成的金属复合材料 ， 其长度应为片或板厚度的 ２０ 倍 。 ２ 犌犅 ／ 犜 ３６５１ — ２００８ 单位为毫米 ａ ） ｂ ） 图 ２ 　 棒状试样规格尺寸 ５ 　 测量设备及仪器 ５ ． １ 　 测量设备 ５ ． １ ． １ 　 用专门的管式防热炉时 ， 试样侧向环境温度应与试样温度接近 ， 以减小试样和侧向环境间的热 交换 。 防热炉内加金属均热管 ， 防热管的纵向平均温度分布应接近样品平均温度 。 防热炉可采用对开 式 ， 均热管横断面圆周上各点间温度差应小于 ５℃ 。 对防热炉温度进行自动恒温控制 ， 控制精度为 ±１．０℃ 。 ５ ． １ ． ２ 　 试样和均热管之间填充绝热材料 。 用硬质绝热材料时 ， 如用泡沫三氧化二铝时 ， 需在绝热材料 与均热管之间填充软纤维绝热材料 。 测环境温度的热电偶焊在长条金属薄片上 ， 金属薄片置于软纤维绝热材料中 ， 与绝热材料有良好的 热接触 。 金属薄片距试样中心线距离应小于 ０．６ 犾 。 绝热材料的导热系数和尺寸要保证 ε 小于 １ 。 ５ ． １ ． ３ 　 测量试样温度的热电偶必须点焊在试样上 ， 使热电偶和试样间有良好的热接触和电接触 ， 保证 温度测量的可靠性 。 同时要求 犾 １ － 犾 ２ 犾 小于 ０．０１ 。 ５ ． １ ． ４ 　 实验真空度不低于 ６．６７×１０ －２ Ｐａ 。 ５ ． １ ． ５ 　 通入试样的直流电流稳流精度为 ±０．１％ ， 波纹因数小于 ０．５％ 。 ５ ． ２ 　 测温元件 、 仪器和量具 ５ ． ２ ． １ 　 用镍铬  镍硅热电偶测温 ， 电偶丝直径 ０．１５ｍｍ ～ ０．３ｍｍ ， 热偶丝材料应符合 ＧＢ ／ Ｔ２６１４ 要求 。 ５ ． ２ ． ２ 　 用测量试样温度热电偶的同极性丝作为测量试样工作区段电位的引线 。 测量试样工作区段电 压降 、 热电偶热电势的仪器的最小分度为 ０．０１ｍＶ 。 ５ ． ２ ． ３ 　 测量通入试样直流电流的仪器的最小分度为 ０．０１Ａ 。 ５ ． ２ ． ４ 　 用相应精度的量具测量试样工作区段长度 犾 和试样直径 犇 。 ６ 　 测量步骤 ６ ． １ 　 当试样温度 １０ｍｉｎ 内变化小于 ０．５℃ 时 ， 认为被测系统达到了热稳定状态 ， 达到稳定状态后测得 的数据有效 。 ６ ． ２ 　 试样通入直流电流并达到热稳定状态后 ， 对各点温度 、 电流和电压进行一次测量 ， 改变电流的方向 后再对各点进行测量一次 ， 电流两方向下各测量的平均值为实验值 。 ３ 犌犅 ／ 犜 ３６５１ — ２００８ ６ ． ３ 　 通过使用不同材料或不同尺寸的试样延伸棒和直流电流引线 ， 在试样两端通电调控 Δ １ ， 使其大小 在 １０℃ ～ ５０℃ 范围内 。 ６ ． ４ 　 通入试样的直流电流应使 ｜ 犖 ｜ 小于 ５℃ 。 ７ 　 数据处理及测量结果 ７ ． １ 　 将测量得到的数据分别代入 （