Page 49 - 理化检验-物理分册2024年第十二期
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郭亮亮：涂层材料热传导性能测试标准比较
置为LFA467HT型闪射法导热仪。 测试，并对试验结果进行分析，旨在评估3个标准之
2 试验材料与方案 间的等效性及适用性。对于ASTM E1530及GB/T
10295—2008标准，由于涂料的热传导率较低，为减
以无机富锌涂料和高固体分环氧涂料作为研究 小试验误差，将两种涂料喷涂在金属基片上进行测
对象，根据ASTM E1530（护热式热流计法） 、GB/T 试；对于GB/T 22588—2008 标准，则直接使用片
10295—2008（普通热流计法）和 GB/T 22588— 状涂层进行测试。不同标准测试方法的试样参数如
2008（闪光法）3个标准分别对无机富锌涂料、高固 表1所示。对于每种试验条件， 在每个温度下均测试
体分环氧涂料在30，90，150 ℃条件下进行热传导率 至少3个平行试样， 测试结果取平行试样的平均值。
表1 不同标准测试方法的试样参数 mm
测试标准 基片类型 基片厚度 涂层材料 涂层厚度 试样直径
无机富锌涂料 0.10
ASTM E1530 304不锈钢 12.7 50.8
环氧涂料 0.15
无机富锌涂料
GB/T 10295—2008 铝合金 2.0 1.00 50.8
环氧涂料
无机富锌涂料
GB/T 22588—2008 — — 1.00 12.7
环氧涂料
3 测试结果及分析
依据不同标准对涂层的热传导率测试结果如
图3，4所示。由图3可知，对于无机锌涂层，GB/T
10295—2008普通热流计法测得的涂层热传导率与
ASTM E1530 护热式热流计法的测试结果更为接
近，而闪光法测得的数据与热流计法的测试结果存
在较大差异。由图4可知，对于环氧涂层，3种测试
方法所得的数据较为接近，但闪光法测得的结果偏
大。以下是对测试结果的具体分析。
图 4 环氧涂层热传导率测试数据
冲能量被试样正面均匀吸收；（4）激光脉冲宽度足
够小；（5）激光脉冲能量的吸收仅在下表面很小的
厚度内发生；（6）试样是均匀不透光的；（7）温度保
持恒定。根据无机锌涂层的特性，在满足上述条件
下，条件（2）和（5）可能存在偏差。由于无机锌涂层
的热传导率较高，且试样厚度较薄（仅1 mm），热传
导过程中可能存在较大的热损失；同时，由于试样厚
度较薄，难以将热量吸收区域限制在下表面很小的
图 3 无机富锌涂层热传导率测试数据 厚度内。此外，无机锌涂层的比热较小，热量的吸收
GB/T 22588—2008闪光法测得的无机锌热传 和存储能力不如环氧涂层。因此，多个因素可能导
导率和热流计法差别较大，测试时由激光源在瞬间 致闪光法测得的无机锌涂层热传导率偏大。
向试样下表面发射一束光脉冲作为热源，为达到理 GB/T 10295—2008普通热流计法测得数据与
想的测试精度，需满足以下条件：（1）热量在试样内 ASTM E1530护热式热流法测得数据较为接近，两
是一维热流；（2）试样表面没有热损失；（3）激光脉 者均采用热流计法测试涂层的热传导率。两个标准
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