​测试表征系列 | 探索Hotdisk热常数分析仪的秘密

探索Hotdisk热常数分析仪的秘密：精密测量导热性能的科技圣器

01. 热常数分析仪的使命与关键角色

热常数分析仪，作为科学实验中的精密工具，其核心任务是测定导热系数，这是衡量材料导热性能的决定性指标。在众多测试方法中，如热流法、热线法和TPS（瞬态平面热板法），TPS因其高精度和便捷性，在化工、能源等领域备受青睐，尤其以Hotdisk仪器系列为代表。

图1 TPS2500S：卓越的TPS法测量专家

02. 热导系数测试历史的演变

导热系数测试经历了从稳态法（热流计、防护热板）到非稳态法（如热线与TPS）的迭代。热线法专为蓬松材料设计，激光法则聚焦于热扩散系数，而TPS作为非稳态法的革新，不断引领行业发展。

图2-3 稳态法与非稳态法的创新之路

图4-5 瞬态平面热板法的独特魅力

2.2 仪器发展的里程碑

早期，热导系数测试依赖于稳态法设备，如Linseis HFM和耐驰GHP系列。然而，非稳态法的出现，如激光导热仪，虽然测量直接，但需要后续计算导热系数。Hotdisk的TPS系列则简化了这一过程，直接提供精确数据。

图6-7 稳态与非稳态测试的对比

激光导热仪如Linseis LAF 457，其特点在于直径固定，适合测量厚度大于6mm的物体。而Hotdisk热常数分析仪，如TPS2500S，不仅测导热系数，还涉及比热和扩散系数，适用于固体、液体、粉末，精度高达±3%，测试温度范围可达1000℃。

原理揭秘：TPS法与双螺旋镍金属探头

TPS法的精髓在于测量探头，双螺旋镍金属设计确保了对多种材料的高效测量。无论是固体、粉末还是液体，都有相应的测试示意图，ISO22007-2提供了计算依据。

组成结构：TPS2500S包含了样品支架、探头、测量与计算设备、专业软件，以及室温/高温支架，探头尺寸多样，如2~29.40 mm。

性能参数：精准且灵活

TPS2500S的突出特点在于其宽广的测量范围（0.005-1800 W/mK）、出色的精度（±3%），以及重复性高达1%。它还配备了高温炉和循环浴等扩展附件，适应多种测试需求。

材料的多样化应用

Hotdisk热常数分析仪可应用于各种材料的性能研究，如固体的Bi-In-Sn-Sb合金，织物的热导性变化，以及粉末的气凝胶性能研究。它还能测定液体导热系数，如葵花仁油、玉米胚芽油和乙醇。

挑战与优势并存

尽管对于低导热材料，重复性可能有所下降，但Hotdisk的优势在于直接测量、操作简便、样本尺寸灵活、精度高且不受接触热阻干扰。其适用范围广泛，无论是固体、薄膜还是粉末，甚至是液体，都能提供准确的热性能数据。

结语：TPS2500S：热性能研究的得力助手

无论是在液体导热性、合金研究，还是在纺织材料的温度效应，TPS2500S型Hotdisk热常数分析仪都扮演着关键角色，为科研人员揭示材料世界的秘密提供了不可或缺的工具。

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