介质材料复介电常数变温测量技术综述

介绍了在微波及毫米波段介质材料复介电常数在-253～1400℃的变温测试方法,即网络参 数法和谐振腔法,并对这些方法进行了优缺点分析,总结出变温测试方法的概况、趋势及技术特点。

基于傅里叶光谱仪在高温环境下材料光谱发射率测试技术

在对傅里叶红外光谱仪与传统的色散型光谱分析仪进行比较的基础上,综述了基于该装置的高温红外光谱发射率测量技术的国内外发展现状。在详细介绍各具特色的装置结构、工作原理、测量温度范围和测量水平的同时,评述了这项技术的特点和局限性,并对其未来发展趋势进行了展望。

瞬态平面热源法热物理性能测量准确度和适用范围的标定——常温下标准Pyroceram 9606材料热物理性能测量

瞬态平面热源法作为一种非稳态热物理性能测试技术,其测量范围、测量准确度和试验参数的确定是正确评价和应用这种测试技术的前提条件。详细介绍了瞬态平面热源法的测量原理以及常温下的测量装置,描述了采用Pyroceram 9606热物理性能标准材料研究瞬态平面热源法在实际测试中各种试验参数对测量准确度的影响,并由此考察这种测试方法和测试装置的测量准确度。

瞬态平面热源法热物理性能测量精度和适用范围的标定——常温下标准材料奥氏体不锈钢的热物理性能对比测试

文摘瞬态平面热源法作为一种非稳态热物理性能测试技术,其测量范围、测量精度和试验参数的确定是正确评价和应用这种测试技术的前提条件。本文详细描述了采用瞬态平面热源法测量装置对热物理性能标准材料奥氏体不锈钢所进行的比对测试,并由此考察这种测试方法和测试装置的测量精度和适用范围。

薄膜材料和纤维材料的热扩散率测量

介绍了激光热波技术用于测量薄膜材料和纤维材料热扩散率的测试系统，测试温度范围为20～500℃。讨论了测量中的各种试验条件、基本公式和误差分析。在理论上此系统可以应用于任何厚度样品面向热扩散率的测量。通过对厚度在30～300μm的金属薄膜材料如不锈钢、铝和铜所进行的测量，证明了此测试系统和测试方法是准确可靠的。同时用此测试系统对玻璃布编织材料、有机高分子膜和各种纤维材料的热扩散率进行了测量，表明此系统可以实现从低热扩散率到高热扩散率的测量。特别是通过对有机高分子膜聚欧亚胺的测试，得到其热扩散率星级同不锈钢相同，从而证明了有机高分子膜状材料的热物理性能由于其材料工艺的原‘因与块状材料的热物理性能有区别。

瞬态平面热源法热物理性能测量准确度和适用范围的标定——常温下标准材料Vespel^(TM) SP1的热物理性能对比测试

瞬态平面热源法作为一种非稳态热物理性能测试技术,其测量范围、测量准确度和试验参数的确定是正确评价和应用这种测试技术的前提条件。详细描述了采用瞬态平面热源法测量装置对热物理性能标准材料VespelTMSP1所进行的比对测试,并由此考察这种测试方法和测试装置的测量准确度和适用范围。

航天材料热物理性能测试技术的发展现状

根据航天材料热物理性能测试技术的特点 ,系统介绍了国内航天材料热物理性能测试技术的发展状况和发展趋势 ,并详细介绍了目前我国航天材料热物理性能测试领域中所具备的测试技术和测试装置、航天热物理性能所涉及的研究领域和内容以及目前正在开展的研究工作。

超高温FT-IR光谱发射率测量系统校准方法

针对材料发射率数据日益增长的需求,建立了超高温傅里叶变换(FT)光谱发射率测量系统.为校准材料光谱发射率的测量结果,建立了包含辐射传交换、固体热传导、辐射测温在内的发射率校准模型.通过校准模型定量分析了试样辐射热损、厚度、热导率等因素引起的发射率测量误差.结果表明,这些因素均导致试样测量温度偏高,而发射率测量结果偏低.测量了真空环境下2000℃时纯度为99.99%石墨的光谱发射率曲线.采用模型校准后的发射率曲线与文献比较,取得了比较一致的结果.该方法在超高温发射率测量技术中可以有效地提高测量精度.

基于Hot Disk方法测量热导率的影响因素

基于hot disk方法测量材料的热导率时,探头热容及时间延迟的存在会直接影响热导率测量的准确度.为了有效地评估这种影响的程度,本文基于探头表面平均温升理想模型提出了一种可实现热容补偿及时间补偿的修正模型,并利用hot disk热物性分析仪的数据采集系统分别搭载两个不同半径的探头对Pyroceram 9606标准材料在常温常压条件下的热导率进行了测量.实验结果表明,对于测试时间比较短的情况,对理想模型进行探头热容补偿及时间补偿能够较大幅度地提高热导率的测量准确度,并且与hot disk热物性分析仪的测量结果非常接近,探头四线电阻散热的影响是造成差距的主要原因.

采用谐振腔法研究透波材料的高温介电性能

根据H0 1n模可加热圆柱谐振腔磁场分量及电场分量的特性 ,利用谐振腔中活塞的滑动接触不损害谐振器的质量因素的谐振腔法 ,研究介电常数不大于 2 0 0和介电损耗角正切不大于 0 .0 5的固体电介质在高温下及 9～ 10GHz频率范围内的ε和tgδ ,并对影响电介质高温介电性能测试精度的设备因素。

材料热物理性能非稳态测量方法综述

非稳态法具有快速、准确的特点,一次测量可同时得到热导率、热扩散率和热容等多个热物性参数,测试范围可覆盖多种材料和较宽的热参数区间。阐述了目前国际上主要的六种非稳态测量方法及特点、测量原理及理论模型公式。

非稳态平面热源法同时测量材料的导热系数和热扩散率

介绍了非稳态平面热源法的测量原理、传热数学模型及温度响应公式,建立了相应的实验装置并进行实际测量。研究结果表明,只需测量试样内某一点的温度变化就可同时得到材料的导热系数和热扩散率以及体积热容等热物性参数。

超高温FTIR光谱发射率测量系统的线性度分析

为研究航天领域特种材料高温区域的光谱辐射特性,建立了基于傅里叶光谱仪的超高温光谱发射率测量系统。系统线性度是发射率测量精度的保证,通过测量多温度点黑体辐射的光谱信号,采用多温度点线性拟合方法求得每个光谱点的光谱信号值与黑体光谱辐射亮度的函数关系式,并结合仪器线性度测量理论,建立了光谱发射率测量系统的线性度测量方法。实验测量了黑体温度范围1 000～2 000℃和光谱范围3～20μm的光谱辐射信号,求得波长λ=4μm的理论直线与测量光谱值的线性关系。实验表明,仪器在4～18μm光谱范围响应较好,除CO2强吸收光谱区域,仪器的光谱线性度均优于1%。当测量系统线性度一定时,温度越高,光谱误差对发射率的影响越小。评定光谱发射率测量系统的线性度有利于剔除个别温度点光谱扰动带来的误差。

时间延迟对瞬态平面热源法测量热导率的影响

瞬态平面热源法测量热导率时,时间延迟会直接影响热导率测量的准确度。为了对这种影响程度进行评估,本文基于瞬态平面热源法探头表面平均温升理想模型提出了一种可实现时间补偿的改进温升模型,并利用Hot disk热物性分析仪数据采集系统搭载两个不同半径的探头对Pyroceram 9606标准材料在常温常压下的热导率进行了测量。测量结果表明,时间延迟对热导率测量的影响会随着测量参数选择的不同而发生不规律变化,短时间测量的情况相比长时间测量时受时间延迟的影响更加明显,对理想模型进行时间补偿能够较大幅度地提高热导率的测量准确度。

基于稳态卡计法的半球向全发射率测量技术综述

综述了半球向全发射率测量技术研究现状,介绍了基于稳态卡计法的半球向全发射率测量原理,根据对试样加热方式的不同对测量装置进行了分类,并从技术层面剖析了各类测量装置的特点及存在的问题,讨论了基于稳态卡计法半球向全发射率测量技术存在的不足和未来的发展方向。

材料高温变形激光扫描测量方法

基于激光狭缝扫描检测技术和红外测温技术 ,提出了一种用于材料高温变形量和线膨胀系数非接触自动测量的激光扫描测量方法和测量系统。本文详细论述了测量系统及其测量原理 ,并利用该测量系统对某种材料的高温变形或线膨胀系数进行了测量。实验结果表明 ,该系统可满足标距为 30～ 5 0mm试样在 10 0 0～ 30 0 0℃温度状态下材料变形的测量要求 ,测量精度可达± 3μm ,为研制新型特殊复合材料的高温性能和材料的合理使用提供了可靠依据。

基于多光谱技术同时测量超高温材料的温度和热扩散率

采用传感器复用技术对超高温试样的温度及热扩散率进行精确测量。根据比色温度计测量原理,推导了计算被测物体表面温度的通用计算公式,讨论了将高温非金属材料视为灰体的可行性,探讨了采用两个探测器分别对两个温度区间的温差信号进行测量的方法,设计了利用传感器输出信号同时对温度和温差进行测量的高精密放大电路,并介绍了相应装置的研制情况。标定结果表明,这套高温计的测量范围为1073~3773 K,测试误差小于1%。对SRM 8424标准试样在1073~3273 K温度范围内的热扩散率进行了测量,与NIST的测量数据(1073~2673 K)相比,最大测试误差为4.34%。本研究结果实现了对超高温材料温度和热扩散率的同时测量,为该领域测量装置的研制提供了一个新思路。

Hot disk探头热容对热导率测量的影响

Hot disk探头热容的存在会直接影响热导率测量的准确度。为有效地评估这种影响的程度,在基于瞬态点热源格林函数法得到探头表面平均温升理想模型的基础上,提出了一种能够修正探头热容对实际加热功率影响的改进模型,并利用三种不同大小及热容值的探头及Hot disk数据采集系统对Pyroceram 9606标准材料的热导率进行了测量。测量结果表明,Hot disk探头热容对热导率测量精度的影响会随探头半径、测量时间及加热功率等测量参数的不同而发生变化,对理想模型进行探头热容补偿可以有效提高热导率测量准确度,且探头热容相对实验总加热量的大小是影响热导率测量准确度的决定因素。

轴向温度分布测量技术研究

为了对通电加热条件下圆棒状试样轴向温度分布的快速测量,我们成功研制了具有宽温度测量范围的扫描式温度计。该装置由常规的光纤比色温度计和扫描式光学探头组成。整套装置可测量的温度范围为800-3500℃,测量精度为〈1%,温度最快响应时间为10μs,扫描视角为40,°并具有光学瞄准、光纤远传、RS232外设接口、测试最高温度数字显示和温度分布曲线描绘等功能。

碳/碳复合材料高温多热物性参数测量系统

提出一种将多光谱辐射测温技术、激光狭缝扫描检测技术和对试样通电加热至稳态技术相结合的新方法,可对碳/碳复合材料在高温下的多个热物性参数进行测试.利用大电流快速将棒状碳/碳复合材料加热至稳态,通过辐射高温计对试样表面温度分布的测量和激光狭缝扫描检测仪对膨胀量的测量,根据流过试样的电流、电压就可计算出被测试样的电阻率、热膨胀系数、导热系数、比热、全波长半球向全发射率和多个光谱下的法向光谱发射率.该装置主要包括高温环境实验箱、加热供电回路、高速光学高温计、激光狭缝扫描检测仪等部件,介绍了各组成部分及其工作原理.激光狭缝扫描检测仪的最大测量误差小于±3μm,两套温度计的测量精度都优于1%.