江楠竹，潘　江，王玉刚，王清平

（1.中国计量大学计量测试工程学院，浙江 杭州 310018；2.中石油塔里木油田分公司质量检测中心，新疆 库尔勒 841000）

TPS法导热系数测量的仿真分析

江楠竹1，潘江1，王玉刚1，王清平2

（1.中国计量大学计量测试工程学院，浙江 杭州 310018；2.中石油塔里木油田分公司质量检测中心，新疆 库尔勒 841000）

通过对Hot Disk热物性分析仪的探头建立完善的二维仿真模型，将三维实体简化，数值模拟测量TPS（瞬态平面热源）法导热系数，再使用模拟温升进行计算。将模拟计算值与Hot Disk不锈钢标样导热系数测量值进行对比，证明模拟计算结果符合TPS法原理准确度要求。并对铜及气凝胶的导热系数测量进行模拟分析，考察实际测量过程中可能存在的各种因素如空气间隙、空气对流及样品微小形变对测量结果的影响。结果表明：实际测量时应保证样品与探头紧密接触以减小空气间隙，维持测试环境稳定以降低空气对流，而样品的微小形变对测量影响可忽略不计。

导热系数；瞬态平面热源法；仿真分析；空气间隙

0　引　言

导热系数是材料重要的热物性参数，反映了材料的热工性能，在冶金、能源、化工等领域中起着重要作用，其测量理论和测试技术已经成为科学研究的热点。瞬态测量法作为热导率测量方法中的一个重要分支，因其省时高效的优势特点受到越来越广泛的应用。常见的瞬态测量法包括TPS（瞬态平面热源）法、瞬态热线法、瞬时热探针法等［1-3］，其中的TPS法对测量样品要求低，导热系数测量范围大，近年来成为瞬态测量研究重点，并在国外成功实现了商品化。……