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GHFM-01 防护热流计法导热仪

产品描述

防护式热流仪 · Guarded Heat Flow Meter(GHFM)GHFM-01 防护热流计法导热仪均质与多层材料的热阻、导热率测试伙伴。遵循 ASTM E1530-19 标准,在 -20℃~310℃ 下对金属、聚合物、复合材料、膏状物及粉末进行穿透厚度的稳态热阻与热导率测量。🔩 金属 · 聚合物 · 复合材料 · 膏状物 · 粉末      📈 0.1~100 W/m·K      🎯 准确度3% · 重复性1~2%      🌡 -20~310℃(随附冷冻循环器)01产品概览先进的 GHFM-01 是一款主要的热阻测量手段——通过测量热阻来计算热导率,是测试非均质材料真实热导率最准确的方法。热阻的稳态测量代表了样品在穿透厚度尺寸范围内的稳定传热性能。Thermtest 所设计的测试堆栈,采用先进的电机控制取代传统气动运动,可实现对样品厚度、所施压力或压强的自动控制。适用材料✓金属(含不锈钢等高导热材料)✓聚合物 / 塑料(可选聚合物熔体单元)✓复合材料(各向异性碳纤维、加层结构)✓膏 ...

防护式热流仪 · Guarded Heat Flow Meter(GHFM)

GHFM-01 防护热流计法导热仪

均质与多层材料的热阻、导热率测试伙伴。遵循 ASTM E1530-19 标准,在 -20℃~310℃ 下对金属、聚合物、复合材料、膏状物及粉末进行穿透厚度的稳态热阻与热导率测量。

🔩 金属 · 聚合物 · 复合材料 · 膏状物 · 粉末      📈 0.1~100 W/m·K      🎯 准确度3% · 重复性1~2%      🌡 -20~310℃(随附冷冻循环器)

01产品概览

先进的 GHFM-01 是一款主要的热阻测量手段——通过测量热阻来计算热导率,是测试非均质材料真实热导率最准确的方法。热阻的稳态测量代表了样品在穿透厚度尺寸范围内的稳定传热性能。Thermtest 所设计的测试堆栈,采用先进的电机控制取代传统气动运动,可实现对样品厚度、所施压力或压强的自动控制。

适用材料

  • ✓金属(含不锈钢等高导热材料)

  • ✓聚合物 / 塑料(可选聚合物熔体单元)

  • ✓复合材料(各向异性碳纤维、加层结构)

  • ✓膏状物(糊剂)、非均质材料

  • ✓粉末(可选粉末单元);橡胶、衬垫等可压缩材料

测试能力

  • ✓输出:热阻 RS(m²·K/W)与热导率 λ(W/m·K)

  • ✓方向:穿透厚度(全厚度)

  • ✓均质与非均质材料均可测试

  • ✓可编程平均温度:无限温度步骤(最高 300℃)

💡 为什么测热阻?复合材料通常没有重复的内层,瞬态方法难以适用;通过全厚度测量热阻,是获得非均质/多层材料真实热导率的唯一可靠方法。

02测量原理 · 防护式热流计稳态法

测试堆栈由加热体(集成温度传感器的上测试板)和散热体(集成温度传感器的下测试板)两部分组成,另一组温度传感器被安放在样品顶部和底部表面附近。样品穿透厚度处于稳定的温度梯度状态,一旦样品两端温度达到稳态,即可应用傅里叶传导方程求解热阻与热导率。

RS = F[(TU − TL) / (TL − TH)] − Rint   ⟹   RS = F[ΔTS / ΔTB] − Rint

RS = 样品热阻(m²·K/W) = 厚度 d(m) / 导热系数 λ(W/m·K)  |  F、Rint 为仪器校准常数

线性工作方程

方程呈线性形式,常数 F 与 Rint 通过仪器校准获得。

保护炉 · 降低侧向热损

样品厚度方向的侧向热损失通过保护炉降至最低,确保一维传热。

校准溯源

采用已知热导率与热阻的校准样品,提供热阻与热导率校准结果。

03核心特性

从温控、测厚、夹紧到软件自动化,GHFM-01 在每一环节都以精度与易用性精心设计。

1

电机控制取代气动

Thermtest 专有测试堆栈以先进电机控制取代传统气动运动,实现样品厚度、压力或压强的自动控制。

2

高解析温度控制

多个高解析 0.01℃ 热电偶(x6),精确测量热阻与热导率;可编程平均温度 -20~310℃。

3

数字光学测厚

采用数字光学编码器技术测量厚度,准确率达 ±0.0254 mm,确保热阻换算精度。

4

智能夹紧控制

集成带反馈回路的压力传感器控制步进电机;刚性材料自动夹紧,可压缩材料可设高度/压力(最高 80 kg)。

5

免工具易换模块

通量(热流)模块无需任何工具即可更换,构成经校准的热流传感器,内含多个监测热电偶。

6

丰富软件自动化

Windows 软件实现无限步温度、厚度、压力或压强自动化;测试与校准步骤可完全自动化。

04技术规格

按照国际标准,GHFM-01 专为均质和非均质材料测试而设计。下表参数取自 Thermtest 官网产品页。

项目规格
材料金属、聚合物、复合材料、膏状物和粉末
传感器类型热电偶(x6),解析度 0.01℃
方向穿透厚度(全厚度)
热导率范围 (W/m·K)*0.1 ~ 100
样品直径 (mm)50 ~ 50.8
样品厚度 (mm)高达 25 | 使用选购软体可薄至 0.1
测试时间 (分钟)40 ~ 60
准确度(热导率)3%
重复性(热传导率)1 ~ 2%
温度范围 (°C)**-20 ~ 310
压力 (kPa | psi)自动最高至 379 kPa (55 psi),最高可达 80 kg
厚度测量准确率±0.0254 mm(数字光学编码器)
温度解析度<0.01℃(高解析热电偶)
夹紧控制自动(刚性)或手动设定厚度/压力(可压缩)
软件GHFM-01 Windows 软件,无限温度步骤(最高 300℃)
遵循标准ASTM E1530-19(防护式热流计法标准)

* 超过 60 W/m·K 时,材料厚度至少应为 12.5 mm(官网口径);产品手册规格表标注热导率范围为 0.1~40 W/m·K,本页采用官网最新 0.1~100 W/m·K 口径并保留厚度限制说明。
** 每套系统均随附冷冻循环器(冷却循环器)。

05四大亮点详解

易换热流模块、温度控制、厚度测量与夹紧控制——构成 GHFM-01 精确测量的四大支柱。

模块

易于更换的热流模块

无需任何工具即可更换下通量模块,该模块是校准后热流传感器的一部分。它配有多个用于监测温度的热电偶,以确认整个样品的温度梯度是否处于稳态条件。

温控

温度控制

通过配有热电偶的热交换器对优化选择的加热体进行冷却。热电偶解析度 0.01℃,安置在堆栈上、下两端以精确控制测试板温度。样品厚度方向的侧向热损失通过保护炉降至最低。上、下测试板及保护炉温度由 GHFM-01 软件完全控制。

测厚

厚度测量

通过测量热阻确定热导率需要精确的样品厚度。GHFM-01 采用专有万向设计:可自动测定样品厚度(刚性材料),或使用用户定义的样品厚度、所施压力或压强(可压缩材料)。数字光学编码器确保最精确(±0.025 mm)的厚度测量。

夹紧

夹紧控制

对于刚性材料,测试板会自动夹紧以实现与样品的最佳接触。测试可压缩材料时,可在软件中设置所需高度、压力或压强(最高可达 80 kg,379 kPa – 55 psi),一旦达到设定值,测试板将自动停止。

专用测试单元(扩展应用)

可提供各种各样的测试单元用于扩展 GHFM-01 的应用范围,包括聚合物熔体单元和粉末单元等,进一步覆盖聚合物熔融态与粉体材料测试。

06测量验证与应用案例

以 Pyrex® 7740 标准玻璃与各向异性碳纤维复合材料实测,验证 GHFM-01 在宽广温区与复杂结构下的准确度。

准确性验证 · Pyrex® 7740 热导率(25~300℃)

为证明 GHFM-01 的性能,在 Pyrex 7740 上进行了测量(温度高达 300℃),并与文献值进行比较。所有结果的准确率均 <2%(最大误差 1.78%)。

温度(℃)25406080100120140160180200220240260280300
直接测量值1.1341.1721.1921.2231.2461.2611.2801.3071.3251.3431.3611.3861.4011.4261.451
文献值1.1431.1641.1901.2141.2361.2571.2761.2951.3131.3301.3481.3661.3851.4041.426
误差(%)0.800.710.110.710.750.330.270.960.920.990.981.441.191.541.78

单位:热导率 W/m·K。表格可左右滑动查看完整温区数据。

各向异性碳纤维复合材料

测试各向异性复合材料时,热阻—热导率测量是理想选择。复合材料通常没有重复内层,全厚度热阻测量是获得真实热导率的唯一方法。

平均温度(°C)热阻(m²K/W)热导率(W/m·K)
400.02520.5153
600.02290.5671
800.02130.6103
加层碳纤维复合材料(12.7 mm)

加层结构增加了测量复杂性。瞬态方法适用于组织良好的各向异性材料,却不适用于非重复层状结构。在平均温度 40℃ 下测得总厚度热阻与热导率:

加层厚度(mm)热阻(m²K/W)热导率(W/m·K)
Pyrex 耐热玻璃30.02640.5680
不锈钢20.02510.6340

非均质材料

GHFM-01 非常适合测量各种材料的热阻和热导率。由于 GHFM 方法可测量直径 50~50.8 mm、厚度高达 25 mm 样品的热阻,因此非均质材料同样可测。

可压缩材料

由于可对所需厚度或压力进行计划,GHFM-01 具有测试橡胶、衬垫等可压缩材料的独特能力。使用软件可对温度、压力或压强进行任何变化或组合。

07操作流程与软件

从样品准备到导出报告,全流程简单直观;GHFM-01 Windows 软件实现高级自动化与数据管理。

1 样品准备
Ø50~50.8mm · 抹接触膏
➜
2 放置测试堆栈
设定压力或厚度
➜
3 测量
红色背光进行中
➜
4 导出计算结果
蓝色背光完成
约 1 分钟

样品准备

约 1 分钟

放置堆栈

40~60 分钟

测量

约 1 分钟

导出结果

📋 样品要求与加载

  • •样品直径应为 50~50.8 mm

  • •顶面和底面应保持平整且平行

  • •顶面和底面薄薄抹上一层接触膏

  • •刚性材料接近默认压力;软性材料可定义特定压力或厚度

🖥 GHFM-01 Windows 软件

  • ✓完全控制:平均温度、样品厚度、所施压力或压强

  • ✓设定无限步温度(最高支持温度达 300℃)

  • ✓内部红色背光表示测试进行中;蓝色背光表示完成、堆栈可安全触摸

  • ✓结果以表格显示,可保存、导出至 Excel 并打印

08校准与遵循标准

所有校准条件均可通过软件完全自动化,校准验证通过内置验证程序进行,确保结果可追溯、可复核。

⚙ 自动化校准

  • ✓参照材料管理、温度步骤、压力均可软件自动化

  • ✓采用已知热导率与热阻的校准样品

  • ✓提供热阻与热导率的校准结果;内置验证程序

📜 遵循标准

  • ✓ASTM E1530-19 — 用防护热流计法(Guarded Heat Flow Meter)测定材料热阻与热导率的标准试验方法

  • ✓适用:金属、聚合物、复合材料、膏状物与粉末

注:官网与手册规格表"标准"栏原文标注为 ASTM E1560-19,与产品标题、正文及亮点标注的 ASTM E1530-19 不一致;本页采用标题与正文口径 ASTM E1530-19。

💡 选型提示:GHFM-01 与 HFM 系列(热流计,测低导热隔热材料 0.002~0.5 W/m·K)互补——GHFM-01 面向 0.1~100 W/m·K 的中高导热固体(金属、聚合物、复合材料);若您的样品为隔热棉、泡沫等低导热材料,请选 HFM 系列。

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