1、關(guān)于不良導(dǎo)體導(dǎo)熱率的測(cè)量第1頁，共16頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)33分，星期四預(yù)備知識(shí)實(shí)驗(yàn)原理操作指南基本要求簡(jiǎn)介第2頁，共16頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)33分，星期四簡(jiǎn) 介 熱導(dǎo)率（導(dǎo)熱系數(shù)）是反映材料導(dǎo)熱性能的物理量。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程技術(shù)中對(duì)材料的熱導(dǎo)率常用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)定。大體上分為穩(wěn)態(tài)法和動(dòng)態(tài)法。本實(shí)驗(yàn)采用穩(wěn)態(tài)法測(cè)量不良導(dǎo)體熱導(dǎo)率。通過實(shí)驗(yàn)我們可以加深對(duì)熱傳導(dǎo)規(guī)律的理解，體會(huì)使用參量轉(zhuǎn)換法的設(shè)計(jì)思想，掌握用溫度傳感器測(cè)量的方法。返回第3頁，共16頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)33分，星期四預(yù)備知識(shí)熱傳導(dǎo)定律:如果熱量沿著x方向傳導(dǎo)，那么在x軸上任意位置x0處取一個(gè)垂直

2、截面S（如圖），以 表示在x處的溫度梯度，以 表示在該處傳熱率（單位時(shí)間通過截面S的熱量），第4頁，共16頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)33分，星期四式中負(fù)號(hào)表示熱量從高溫區(qū)向低穩(wěn)區(qū)傳導(dǎo)（即傳導(dǎo)的方向與溫度梯度的方向相反）。式中比例系數(shù)極即為熱導(dǎo)率，亦稱導(dǎo)熱系數(shù)。那么熱傳導(dǎo)定律可以表示成返回第5頁，共16頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)33分，星期四設(shè)計(jì)思路 本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是給樣品造成一個(gè)穩(wěn)定的傳熱狀態(tài)（如圖）在此狀態(tài)下，溫度梯度T1、T2是樣品上下表面的穩(wěn)定溫度，h是樣品的厚度。第6頁，共16頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)33分，星期四樣品的傳熱速率熱導(dǎo)率返回第7頁，共16頁，202

3、2年，5月20日，15點(diǎn)33分，星期四操作指南一、實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)溫電路AD5905K測(cè)量端第8頁，共16頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)33分，星期四二、操作步驟 1.用游標(biāo)卡尺測(cè)量樣品和銅板的幾何尺寸。2.安裝儀器，連接電路。3.接通電源，加熱。將輸出電壓調(diào)至180V，每隔3分鐘讀一次溫度數(shù)值 和 ，若在5分鐘內(nèi)，樣品上下表面的溫度基本保持不變，可認(rèn)為達(dá)到穩(wěn)定傳熱狀態(tài)，記下此時(shí)的 和第9頁，共16頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)33分，星期四4.抽出樣品，讓加熱筒貼近散熱盤繼續(xù)加熱待下銅板的溫度上升到比 T2高10左右，移去加熱筒，讓下銅板自然冷卻，每隔30秒記錄一次溫度值，直至下銅板溫度降

4、到比T2低10左右。返回第10頁，共16頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)33分，星期四三、注意事項(xiàng)1.實(shí)驗(yàn)過程中不要接觸紅外燈和加熱筒，以免燙傷。2.電源加熱電壓不要超過200V，以免燒焦樣品。3.測(cè)溫電路電源電壓一般不超過5V，否則可能燒壞AD590。返回第11頁，共16頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)33分，星期四基本要求一、數(shù)據(jù)記錄散熱銅盤質(zhì)量m=_Kg黃銅的比熱c=_穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)T1=_， T2=_第12頁，共16頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)33分，星期四樣品尺寸12354DP(cm)hP(cm)DB(cm)hB(cm)平均t(s) T(K)12345678散熱銅板冷卻過程第13頁，共16頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)33分，星期四 二、要求1.用作圖法求出散熱銅板的冷卻速率。2.計(jì)算樣品的熱導(dǎo)率，并與標(biāo)準(zhǔn)值比較。0：熱導(dǎo)率的參考值（273K）時(shí)， 0=0.140W/(mK)返回第14頁，共16頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)33分，星期四再見