定形隔热耐火制品导热系数试验方法（热线法）

    本方法适用于测定1250℃下导热系数不大于2w／(m·K)的定形隔热耐火制品的导热系     数。 1  定义     导热系数是材料的一种属性，它表示在单位温度梯度下，通过材料单位面积的热流速 率，以符号λ表示。 2  原理     热线法是一种动态测量法（非稳态法）。其原理是测量沿试样长度方向埋设在试样中 线形热源在一定时间内的温升。通过焊接在热线中点的热电偶测量热线温度随时间的变化。该线的温度变化即是被测材料导热系数的函数。?３  设备 3．1  试验炉 3．1．1  采用电加热炉，应能满足试验温度的要求。 3．1．2  试验炉应能容纳2～3块试祥。炉底应具备有2～4条尺寸为125mmX10mmx20mm的支          座，用以支撑试样。支座导热性应良好，且不与试样发生反应。 3．1．3  控温热电偶安放在发热元件近旁，热端位于试样区的半高处，冷瑞置人冰瓶。 3．1．4  试验炉应能在空气气氛中按5．2条规定的升温速率加热试样。恒温时，炉内装样?区的温度应均匀，保证任意两点间的温差不大于10℃；试验温度偏差为±5℃；测量热线温升 期间温度波动不大于0．1℃。 3．2  测量十字线     十字线由热线和热电偶（其中一极与热线同材质）焊接构成，热电偶垂直于热线与其?中点相交，如图1所示。热线的直径不应超过0．35mm，热电偶的直径最大等于热线直径，?其热端力求小而圆。 3．3  测量电路 3．3．1  热线是铂或铂锗合金，长200±0．5mm。 3．3．2  热线两端各焊接两根与热线材质相同的导线，其直径至少为0．5mm，以联接电源?和测量电压。该导线不宜过长，能伸出炉外与其他材质的导线联接即可。 3.3.3  焊接在热线中点的热电偶1(Pt-PtRh10)与参与热电偶2(Pt-PtRh10)反接， 以监测炉温与试样温度的平衡程度和测量热线温度的变化。其冷端接至补偿器或放入冰瓶， 如图２所示。 3.4  热线电源 3.4.1  交流或直流电源。 3.4.2  热线的电压必须保持稳定，供给加热电路的功率应恒定，在测量热线温升期间，电流 的变化最大不超过２％。 3．4．3  在热线加热电路内，电源从一个阻值相等的等效电阻切换到时线上，以尽量避免?引起热线上电流的较大变化。 3．5  测量仪器 3．5．了测量热线两瑞电压，其精度为±0．5％。测量电压也可用测量电阻代替，其测量 精度相同。 3．5．2  测量通过约线的电流，其精度为±0．5％。 3．5．3  测量热线温度的装置应具有lμV／mm的分辨率，测量精度为1％。 3．6  放大器：分辨率0．lμV。 3．7  天平：称量2kg，感量10mg。 3．8  游标卡尺：精度0．02mm。 3．9  秒表：精度0．1s。 4  试样 4．1  检选 4．1．1  检查试样的外观组织，不得有裂纹、变形、熔洞、缺边掉角及气孔分布不均匀等缺?陷。 4．1．2  应按GB 2998－82《定形隔热耐火制品体积密度和真气孔率试验方法》分别测量?待测试样的体积密度，选取两块密度最大偏差不大于0．06g／cm[3]的试样。 4．2  形状尺寸     试样尺寸为230mmXlI4mmX65mm的长方棱柱体。特殊情况下，最小尺寸为200mmXl00mmX50mm长方棱柱体。?4．3  数量     每次试验须取2块试样。 4．4  制样 4．4．1 标形砖以整砖作为试祥。 4．4．2从大砖上切取试样时，应以原砖的成型加压面作为测量面。 4．4．3上下两块试祥的接触面（23mmXll4mm）必须磨平。 4．4．4按图1在已磨平的下试样的上表面上刻槽，其深度、宽度应与埋设的热线、热电偶?等各线的直径相吻合。 4．4．5必要时，试样于l0±5℃烘2h。 5试验步骤 5．1装样     先将2条支座以125mmX10mm的面安放在炉底上（必要时，可增放2条支座），再将已刻  槽的试样置于其上。按图1将热线、热电偶等对应镶嵌在刻槽内，均匀地撒入被测材料的  细粉，然后，小心地叠放上试样，并用细粉密封试样的合缝处。 5．2加热     升温速率5℃／min（硅质制品300℃以前为1／min，300C℃以后为2（10min),直至试                          ·1·1i； 验温度。 5．３测量 5．3．1在测量前，利用两个反接的热电偶（见图2）检查炉温与试样温度的平衡程度，当 试样边缘至中心的温差不大于6℃时，且热线温度10min的稳定度不大于0．1℃时，即可开 始测量，记录炉温。 5．3．2分别检查、校准电流、电压和热线温度测量仪器的零点，然后向热线输入合适的 电流、电压，使其连续加热10min，总的温度升高为５－20℃。 5．3．3连续记录热线的温度变化曲线，用秒表记时，分别记录热线通电后2min（t1） 10min（t2）时的电流、电压和温度变化值。 5．3．4每一试验温度下，应按5．3．1－5．3．3重复测定三次，然后计算其平均值。每一1?测定值与平均值的偏差最大不得超过10％，否则，应重新测定。 5．3．5若需要在几个温度下进行测定时，以200℃间隔为宜。 6  结果计算 8．1按公式（1）或（2）计算结果。                        I2·R     tn(t2/t1)                   λ＝────·─────   ………………………………(1)                         4πL     θ2－θ1                           IV     ln(t2/t1)                   λ＝────·─────   ………………………………(2)                         4πL     θ2－θ1   式中：λ——导热系数，W／（m·K）；         I——加热电流，A；         V一一热线两瑞电压，V;         R一一试验温度下的热线电阻，Ω；         L一一热线长度，m；    t1、t2——加热电流接通后测量的时间，min;  θ1、θ2——热线在t1、t2时的对应温度，℃。 6．2结果计算至小数点后三位，所取位数后的数字按GB 1．1－81《标准化工作导则 编写标准的一般规定》附录C数字修约规则进行处理。  7试验误差     本方法同一试验室试验误差不大于±10％；不同试验室试验误差不大于±15％。  8  试验报告     试验报告应包括：     a.委托单位；     b.试样名称及编号；     c.试验温度及与之对应的各次导热系数测定值及平均值；     d.试验单位；     e.试验人员；     f.试验日期。     附加说明：     本标准由中华人民共和国冶金工业部提出。     本标准由冶金工业部洛阳耐火材料研究所负责起草。     本标准主要起草人吕素华、余先彬。     本标准水平等级标记  GB 5990-86Y