ICS 77. 040. 99 H 21 中华人民共和国国家标准 GB/T 3651—2008 代替GB/T3651—1983 金属高温导热系数测量方法 Measuring method for thermal conductivity of metal at high temperature 2008-06-09发布 2008-12-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T 3651—2008 前言 本标准代替GB/T3651一1983《金属高温导热系数测量方法》。 本标准与GB/T3651一1983相比，主要有以下变动： 测试方法适用范围增加了片或板复合而成的金属复合材料； 对片或板复合而成的金属复合材料的尺寸做了要求； 标准中的压强单位由mmHg改为Pa，导热系数单位由cal·cm-1·s-1·C-1改为 一 W.cm-!.℃-", 将附录A中测量设备的校准用参考材料规定为纯铁牌号（YT3）和不锈钢牌号 (06Cr18Ni11Ti); 增加了测量记录及报告。 本标准的附录A为资料性附录。 本标准由中国有色金属工业协会提出。 本标准由全国有色金属标准化技术委员会归口。 本标准由北京有色金属研究总院负责起草。 本标准主要起草人：吕宏、谢元锋、康志君、王玉民、李屹民 本标准所代替标准的历次版本发布情况为： GB/T3651—1983。 I GB/T 3651—2008 金属高温导热系数测量方法 1范围 本标准规定了直接通电纵向热流法测量金属高温导热系数的测量原理、试样要求、测量设备及仪 器、测量步骤、数据处理及测量结果、测量记录和报告等。 本标准适用于80℃～900℃温度范围内测量金属或合金无相变温度下的导热系数。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有 的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T1220不锈钢棒 GB/T 2614 镍铬-镍硅热电偶丝 GB/T 8170 数值修约规则 GB/T 9971 原料纯铁 3测量原理 3.1测量方法示意图见图1。 5竹 /r 61 1- 防热炉； 2- 绝热材料； 3- 试样； 4- 均热管： 测量环境温度热电偶； 测量试样温度热电偶。 6- 图1测量方法示意图 3.2棒状试样通以直流电流时，产生的焦耳热主要沿试样纵向向两端传导。达到热稳定状态后，认为 试样上是一维纵向热流，对试样和侧向环境间的热交换予以修正，试样的导热系数由下式确定： 6.364X10-31IU 入二 (1) D"(△) -eN) 式中： 试样的导热系数，单位为瓦每厘米每摄氏度（W·cm1·℃-1）； 1 GB/T 3651—2008 一试样的工作区段平均长度；l= I-—通人试样的直流电流，单位为安培（A)； 2 D试样直径，单位为毫米（mm）； △一一试样工作区段中点和端点间的温度差，单位为摄氏度（℃）； 一反映侧向热交换大小的系数； N——标志试样和侧向环境温度差的函数，单位为摄氏度（℃）。 上式中AI、N、e由下列各式确定： ti+t3 4, = t2 - ..(2) 2 A=t-h+t :(3) 2 (4) 6 201+101 "=to2 (5) 2 tor+toa .(6) 2 ..(7) 6 4 ...(8) N. 式中： tistasts 试样通电时试样端点、中点、另一端点的温度，单位为摄氏度（℃）； titzts 试样通电时侧向环境端点、中点、另一端点的温度，单位为摄氏度（C）； tor~to2sto3 试样不通电时试样端点、中点、另一端点的温度，单位为摄氏度（℃）； torstoz~tos 试样不通电时侧向环境端点、中点、另一端点的温度，单位为摄氏度（℃）； 试样不通电时试样端点和中点温度差，单位为摄氏度（℃）； 试样不通电时侧向环境端点和中点温度差，单位为摄氏度（C）； 试样通电时侧向环境端点和中点温度差，单位为摄氏度（℃）； No- 试样不通电时标志试样和侧向环境温度差的函数，单位为摄氏度（℃）。 4试样要求 4.1试样数量 2个以上。 4.2试样尺寸 4.2.1被测试样为棒状时，应符合图2a)或图2b)的要求。 4.2.2被测试样为丝状时，直径D为1mm~3mm。 4.2.3试样工作区段l为20mm~45mm。 4.2.4对片或板复合而成的金属复合材料，其长度应为片或板厚度的20倍 2 GB/T 3651—2008 单位为毫米 P(4 - 5) ± 0. 01 220 a) 100 -~- 140 0(3 ~ 5) ± 0. 01 -0.15X45° 80 ~ 120 b) 5410 图2棒状试样规格尺寸 5测量设备及仪器 5.1测量设备 5.1.1用专门的管式防热炉时，试样侧向环境温度应与试样温度接近，以减小试样和侧向环境间的热 交换。防热炉内加金属均热管，防热管的纵向平均温度分布应接近样品平均温度。防热炉可采用对开 式，均热管横断面圆周上各点间温度差应小于5℃。对防热炉温度进行自动恒温控制，控制精度为 ±1.0℃ 5.1.2试样和均热管之间填充绝热材料。用硬质绝热材料时，如用泡沫三氧化二铝时，需在绝热材料 与均热管之间填充软纤维绝热材料。 热接触。金属薄片距试样中心线距离应小于0.61。 绝热材料的导热系数和尺寸要保证ε小于1。 5.1.3测量试样温度的热电偶必须点焊在试样上，使热电偶和试样间有良好的热接触和电接触，保证 温度测量的可靠性。同时要求 小于0.01。 5.1.4实验真空度不低于6.67×10-2Pa。 5.1.5通试样的直流电流稳流精度为土0.1%，波纹因数小于0.5%。 5.2测温元件、仪器和量具 要求。 5.2.2用测量试样温度热电偶的同极性丝作为测量试样工作区段电位的引线。测量试样工作区段电 压降、热电偶热电势的仪器的最小分度为0.01mV。 5.2.3测量通人试样直流电流的仪器的最小分度为0.01A。 5.2.4用相应精度的量具测量试样工作区段长度1和试样直径D。 6测量步骤 6.1当试样温度10min内变化小于0.5℃时，认为被测系统达到了热稳定状态，达到稳定状态后测得 的数据有效 6.2试样通人直流电流并达到热稳定状态后，对各点温度、电流和电压进行一次测量，改变电流的方向 后再对各点进行测量一次，电流两方向下各测量的平均值为实验值。 3