耐火材料 导热系数、比热容和热扩散系数试验方法(热线法)

GB/T 5990-2021 耐火材料 导热系数、比热容和热扩散系数试验方法(热线法)

范围
本文件描述了十字热线法测定耐火材料的导热系数和平行热线法测定耐火材料的导热系数、热扩散系数及比热容的试验方法。
十字热线法适用于测量温度不大于1250°C、导热系数小于1.5W/(m•K)、热扩散系数不大于5×10^-6m²/s的不含碳耐火材料。
平行热线法适用于测量温度不大于1250°C、导热系数小于25W/(m•K)的不导电耐火材料。
本文件也适用于粉状和颗粒状耐火材料。
注1: 不烧砖和不定形耐火材料预制件的导热系数由于受硬化或凝固后残留水在加热时脱水的影响，试样可做预处理。预处理的方法、程度和试样在测量温度时的保温时间等细节超出了本文件的范围，由双方协商一致。
注2: 测量非均质材料一般是困难的，尤其是含纤维的材料，使用本方法对这类材料的测量由双方协商一致。

术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
导热系数  thermal conductivity
λ
单位时间内在单位温度梯度下沿热流方向通过材料单位面积传递的热量。
注: 单位为瓦每米开尔文[w/(m·K)]。
热扩散系数  thermal diffusivity
α
材料的导热系数与其单位体积热容之比。
注: 单位为平方米每秒(m²/s)。
比热容  specificheat capacity
Cp
常压下加热1kg物质使之升温1K所需的热量(以J计)。
注: 单位为焦耳每千克开尔文[J/(kg•K)]。

十字热线法
原理
试样在炉内加热至规定温度并在此温度下保温，用沿试样长度方向埋设在试样中的线状电导体(热线)进行局部加热，热线载有已知恒定功率的电流，即在时间上和试样长度方向上功率不变。从热线的功率和接通电流加热后已知两个时间间隔的温度可以计算导热系数，此升温与时间的函数就是被测试样的导热系数。

平行热线法
原理
平行热线法是测量距埋设在两个试块问线热源规定距离和规定位置上温升高所进行的一种动态测量法。
试样组件在炉内加热至规定的温度并在此温度下保温，再用沿试样长度方向埋设在试样中的线状电导体(热线)进行局部加热，热线载有已知恒定功率的电流，即在时间上和试块长度方向上功率不变。热电偶安放在离热线规定的位置，且平行于热线。从接通加热电流的瞬间开始，热电偶便开始测量温升随时间的变化，通过温升与时间的函数可得出被测试样的导热系数和热扩散系数，根据已知试样的体积密度，可计算出试样的比热容。