北 京 市 地 方 計(jì) 量 技 術(shù) 規(guī) 范JJF（京）166—2025閃射法導(dǎo)熱儀熱擴(kuò)散系數(shù)校準(zhǔn)規(guī)范CalibrationSpecificationforThermalDiffusivityofFlashThermalConductivityApparatus2025-06-13發(fā)布 2025-07-01實(shí)施北京市市場(chǎng)監(jiān)督管理局 發(fā)布JJF(京)166—2025JJF(京)166—2025JJF(京)166JJF(京)166—2025CalibrationSpecificationforThermalDiffusivityofFlashThermalConductivityApparatus歸口單位：北京市市場(chǎng)監(jiān)督管理局主要起草單位：北京市計(jì)量檢測(cè)科學(xué)研究院鋼研納克檢測(cè)技術(shù)股份有限公司參加起草單位：中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院北京市科學(xué)技術(shù)研究院分析測(cè)試研究所(北京市理化分析測(cè)試中心）鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院本規(guī)范委托北京市計(jì)量檢測(cè)科學(xué)研究院負(fù)責(zé)解釋本規(guī)范主要起草人：趙 ）（（）參加起草人：賈 鑫中國(guó)量科研究）趙 （所（北京市理化分析測(cè)試中心））鄒 （所（北京市理化分析測(cè)試中心））黃亞博（鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院）JJF(京)166—2025JJF(京)166—2025II目 錄引言 （II）1范圍 （1）2引用文件 （1）3術(shù)語(yǔ) （1）4概述 （1）計(jì)量性能 （2）校準(zhǔn)條件 （2）環(huán)境條件 （2）校準(zhǔn)用設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) （3）校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法 （3）示值誤差及重復(fù)性 （3）校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá) （4）復(fù)校時(shí)間間隔 （5）附錄A示值誤差的不確定度評(píng)定示例 （6）附錄B校準(zhǔn)記錄格（推薦） （9）附錄C校準(zhǔn)證書(shū)內(nèi)頁(yè)格（推薦） （10）JJF(京)166—2025JJF(京)166—2025IIII引 言JJF1071—2010《國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫(xiě)規(guī)則》、JJF1001—2011《通用JJF1059.1—2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》共同構(gòu)成本規(guī)范制定本規(guī)范參考了GB/T22588-2008《閃光法測(cè)量熱擴(kuò)散系數(shù)或?qū)嵯禂?shù)》、GJB1201.1A-20211ASTME《StandardTestMethodforThermalDiffusivitybytheFlashMethod》的相關(guān)內(nèi)容。本規(guī)范為首次發(fā)布。JJF(京)166—2025JJF(京)166—2025PAGEPAGE1閃射法導(dǎo)熱儀熱擴(kuò)散系數(shù)校準(zhǔn)規(guī)范范圍本規(guī)范適用于閃射法原理的閃射法導(dǎo)熱儀測(cè)定材料熱擴(kuò)散系數(shù)的校準(zhǔn)。引用文件GB/T22588-2008《閃光法測(cè)量熱擴(kuò)散系數(shù)或?qū)嵯禂?shù)》GJB1201.1A-2021《固體材料高溫?zé)釘U(kuò)散率試驗(yàn)方法第1部分：激光脈沖法》ASTME1461《StandardTestMethodforThermalDiffusivitybytheFlashMethod》凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。術(shù)語(yǔ)熱擴(kuò)散系數(shù)thermaldiffusivity又稱導(dǎo)溫系數(shù)，是表征非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過(guò)程中溫度傳播能力的物理參數(shù)，單位為平方毫米每秒（mm2/s）[GJB1201.1A-2021,術(shù)語(yǔ)2]。概述閃射法導(dǎo)熱儀系統(tǒng)主要由閃光源、脈沖傳輸、加熱爐、樣品及支架、溫度探測(cè)器、信號(hào)采集與處理系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)組成。工作原理：在某一設(shè)定的溫度下，光源在瞬間發(fā)射一束脈沖，均勻照射在試樣的下表面，使其表層吸收能量后溫度瞬時(shí)升高。此表面作為熱端，能量以一維熱傳導(dǎo)的方式向冷端（上表面）傳播，用紅外檢測(cè)器連續(xù)記錄試樣上表面中心部位的相應(yīng)升溫過(guò)程，得到溫度檢測(cè)信號(hào)隨時(shí)間t的變化關(guān)系及試樣上表面溫度升高到最高溫度TM的一半時(shí)所需要的時(shí)間t1/2（半升溫時(shí)間），測(cè)量原理如圖1所示。 （a）儀器原理圖 （b）升溫曲線圖圖1 閃射法導(dǎo)熱儀測(cè)試原理圖根據(jù)Fourier傳熱方程計(jì)算材料的熱擴(kuò)散系數(shù)，如公式（1）所示：1/2Y0.13879L21/2

（1）式（1）中：L——樣品厚度，mm；Y——熱擴(kuò)散系數(shù)，mm2/s；t1/2——散熱片上表面溫度升高到最大值一半的時(shí)間，s。計(jì)量性能儀器各項(xiàng)計(jì)量性能指標(biāo)見(jiàn)表1。表1 計(jì)量性能指標(biāo)計(jì)量性能技術(shù)指標(biāo)示值誤差不超過(guò)±8%重復(fù)性≤3%注：以上計(jì)量特性要求僅供參考，不作為判定依據(jù)校準(zhǔn)條件環(huán)境條件6.1.1環(huán)境溫度：（15～30）℃。相對(duì)濕度：≤75%。JJF(京)166—2025JJF(京)166—2025PAGEPAGE3供電電源：電源電壓（220±22）V（50±1）Hz。6.1.5其他：儀器應(yīng)安裝在平穩(wěn)無(wú)振動(dòng)的底層地面上，周?chē)鸁o(wú)強(qiáng)磁場(chǎng)和電場(chǎng)干擾，無(wú)強(qiáng)氣流及酸堿腐蝕性氣體。校準(zhǔn)用設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)Inconel600（5%）。千分尺：測(cè)量范圍不小于25mm，最大允許誤差：±4μm。校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)方法0.5Mpa10分鐘或滿足其使用說(shuō)明書(shū)的要求；25100℃時(shí)，需通入高純氮?dú)饣驓鍤?，必要時(shí)可抽真空；3L作為其厚度測(cè)量值（依據(jù)數(shù)據(jù)的分散程度，應(yīng)適當(dāng)增加測(cè)量數(shù)據(jù)）。表面光澤為準(zhǔn)[GB/T22588-2008，10實(shí)驗(yàn)步驟]。儀器設(shè)置：選擇支架，設(shè)置光源電壓、脈沖寬度、采樣時(shí)間等參數(shù)，選取室溫作為校準(zhǔn)點(diǎn)（也可根據(jù)客戶需求選取其他溫度校準(zhǔn)點(diǎn)）平均值為熱擴(kuò)散系數(shù)測(cè)量值。示值誤差將標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)放到支架，每個(gè)溫度點(diǎn)測(cè)量三次熱擴(kuò)散系數(shù)，取平均值做為該溫度點(diǎn)的熱擴(kuò)散系數(shù)測(cè)量值，按公式（2）計(jì)算熱擴(kuò)散系數(shù)的相對(duì)示值誤差。式中：

RRR0R0

（2）??——%；?0————3次熱擴(kuò)散系數(shù)的平均值，m2s。重復(fù)性6（3）(R(RR)2ii1 Sn1 R

（3）S——熱擴(kuò)散系數(shù)的重復(fù)性，%；R—n次測(cè)量平均值，mm2/s；Ri—被校儀器第i次測(cè)量值，mm2/s；n—測(cè)量次數(shù)。校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書(shū)上反映。校準(zhǔn)證書(shū)應(yīng)至少包括以下信息：“”；）；JJF(京)166—2025JJF(京)166—2025PAGEPAGE5復(fù)校時(shí)間間隔建議復(fù)校一般不超過(guò)一年。復(fù)校時(shí)間的長(zhǎng)短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等因素決定，送校單位也可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。如果儀器經(jīng)維修、更換重要部件或?qū)x器性能有懷疑時(shí)，應(yīng)重新校準(zhǔn)。附錄A示值誤差的不確定度評(píng)定示例A.１ 概述測(cè)量方法253測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：鎳鉻合金Inconel600（溫度校準(zhǔn)點(diǎn)：25℃，標(biāo)準(zhǔn)值：3.458mm2/s，擴(kuò)展不確定度：0.1）;校準(zhǔn)設(shè)備：閃射法導(dǎo)熱儀。測(cè)量模型示值誤差式中：

RRR0R0

（A.1）??——%；?0————3mm/s。兩個(gè)量?0和R相互獨(dú)立，那么根據(jù)公式（1），示值誤差的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可表示為：uR

（A.2）式中，靈敏度系數(shù)c1

RR

1，

cucu22R2212uR0R22RRR22R0 0；u(R、u(、u(分別為熱擴(kuò)散系數(shù)示值誤差合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度、測(cè)量閃射法導(dǎo)不確定度來(lái)源分析JJF(京)166—2025JJF(京)166—2025PAGEPAGE7熱擴(kuò)散系數(shù)示值誤差的不確定度來(lái)源主要有以下幾個(gè)：熱擴(kuò)散系數(shù)測(cè)量值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定(R，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)厚度測(cè)量引入的不確定度u2(R)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(R0；標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

1（A類(lèi)）Inconel600標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)3.458mm2/s25℃）進(jìn)行測(cè)量點(diǎn)示值誤差的不確定度評(píng)定：（1）測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度對(duì)鎳鉻合金Inconel600標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)重復(fù)測(cè)量10次，所得結(jié)果如表A.1所示：表A.1熱擴(kuò)散系數(shù)10次測(cè)量結(jié)果i（次數(shù)）12345678910熱擴(kuò)散系數(shù)3.473.463.463.473.463.463.473.463.473.46nn(RR)2ii1 n11

=0.0036（mm2/s）A4.2標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)厚度測(cè)量引入的不確定度u2(R：表A.2標(biāo)物厚度3次測(cè)量結(jié)果i（次數(shù)）123L/mm2.512.502.500.5%2.503根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的平行誤差在厚度的0.5%0.5%2.503u2(R)

0.0072(mm)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)熱擴(kuò)散系數(shù)測(cè)量值引入的不確定度u(R)可以表示為：uR

u2Ru2Ru212RA.4.3標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度根據(jù)有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書(shū)得出，擴(kuò)展不確定度0.1mm2/s，標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u0

0.10.05(mm2/s)2不確定度匯總各分量不確定度匯總見(jiàn)表A.3A.3不確定度分量匯總表序號(hào)不確定度分量不確定度來(lái)源標(biāo)準(zhǔn)不確定度（mm2/s）11）熱擴(kuò)散系數(shù)測(cè)量值0.00362u2(R)厚度測(cè)量值0.00723u0標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)0.05根據(jù)A.4.1，A4.2和A4.3，可以得到合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：cu22Rc2212ucu22Rc2212uR0( )u122RR(R)uR2200R20

0.05(mm2/s)擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2，相應(yīng)的擴(kuò)展不確定度為：U2uR0.1(mm2/s)JJF(京)166—2025JJF(京)166—2025PAGEPAGE9附錄B校準(zhǔn)記錄格式（推薦）記錄編號(hào):委托單位:儀器名稱:型號(hào):制造廠:出廠編號(hào):環(huán)境溫度：相對(duì)濕度