【国家标准(GB)】 硬质合金热扩散率的测定方法

中华人民共和国国家标准
硬质合金热扩散率的测定方法
Test method for thermal diffusivityof hardmetal (carbide)
主题内容与适用范围
本标准规定了硬质合金热扩散率的测定方法闪光法。本标准适用测定硬质合金的热扩散率。本标准原则上也适用于其他材料的热扩散率的测定。2方法原理
GB 11108—89
当试样的正面受一~光脉冲瞬间均匀照射后，其所吸收的光能迅速转化为热能，并向背面扩散，以而导致背面温度T随时间t的增长而升高，并达到最大值Tm，见图1。Tm/2
图1试样背面温升与时间关系
根据不稳定导热理论，试样的热扩散率可出式（1）或式（6）求得：T
1+2岁
(-1)\ exp(-n2w)
(-1)n exp(-n2wz)
wi+n2at1/L2.
W2=π2at2/ L2
t 1 = 0.98t
t 2 = 1.71t 4
中国有色金属工业总公司1989-02-23批准426
（3）
（4）
（5）
1990-03-01实施
式中：t
GB 11108-89
α=0.1388L2/t :
一试样背面温升达到最大温升半所需的时间，S一试样厚度，cm
α一—一试样的热扩散率，cm2/s；7——对应于时间t的温升，K，
T2—一对应于时间t2的温升，K。注：当应用式（6）测定高温热扩散率时，应进行热损修正。3试验仪器
3.1热物性综合测试仪
3.1.1：该仪器结构原理如图2所示。固体脉冲
激光器wwW.bzxz.Net
加热炉
与样品架
传感器
放大器
图2热物性综合测试仪结构原理
微机系统
或示波器
3.1.2主要部件：
3.1.2.1固体脉冲激光器：激光脉冲宽度小于1ms，激光输出能量可调，最大脉冲能量不小于50J，激光束直径不小于12mm。
3.1.2.2加热炉：炉温可调，最高温度不低于1300K。温度传感器：热电偶或红外测温元件。3.1.2.3
放大器：高倍、高信噪比、高保真度直流放大器。3.1.2.4
3.1.2.5微机系统或示波器：用微机系统实现对实验数据的采集、运算、显示、打印和储存。也可应用示波器记录实验曲线，再经人工计算求得热扩散率。3.2小型点焊机
用以将热电偶丝焊至试样背面。3.3千分卡尺
用以测量试样尺寸，其精度为0.01mm。4试样制备
4.1试样可用下述的方法制备，其成分和组织结构应与相应产品相同。4.1.1采用与产品相同配方和.L艺制备。4.1.2通过加工产品直接获取。
4.2试样的直径为10mm，试样厚度应按厚度与热扩散率的平方根成正比的关系选择。对钨钻硬质合金，其厚度为3～4mm，对其中钴含量较低或实验温度较低的试样，其厚度应取较大值：反之，应取较小值。
4.3试样表面应平整，其厚度不均应不大于±0.05mm。用T分卡尺测量沿试样圆周均勾分布的四个点处的厚度，取其平均值。
4.4试样背面温升用直径不大于0.1mm的热电偶进行测量。两个热偶丝应分别独立地焊在试样背面中心部位，两丝间距约1mm，在保证具有足够的焊接强度前提下，应使焊点尽可能小。4.5为减少在测试中试样的热损，样品架与试样的接触面积应尽可能小，所用材料的热扩散率及导热系数应小于试样的热扩散率和导热系数。t27
5测定步骤
GB 11108—89
5.1调整激光系统，以获得强度分布均匀、直径不小于12mm的光束。调整激光能量，使试样背面温升在3～8K范围内。
5.2调整样晶架，使试样与激光束间心。5.3在测定每批试样前，应先用标准样品进行测试，所测得的热扩散率应与标准值相同。5.4合理选择计算机采样时间阅隔及点数，以保证所得曲线的整个延续时间不小1t的6倍。5.5测出室温实验曲线4t！处的温升，如果其值不小于最人温升Tm的95%，测仪器作正常，否则要重新调整仪器，并再次进行试验，直至获得正确有效的曲线，方可进行下·步测试。5.6安装好被测试样，调整加热炉至所需温度，进行热扩散率的测试。5.7微机系统可自动显示打印所测试样的热扩散率。如用示波器，则需对所得实验曲线通过人工处理与计算获得热扩散率数据。
6校准
6.1按本标准5.3条进行测定。所得结果与标准样品推荐值的偏差应不大于土5%。6.2标准样品t国家技术监督部门认可。7试验报告
试验报告应包括以下内容：
本标准编号；
试样名称及编号：
试验日期；
试验温度；
试样尺寸，
所用仪器型号；
所用计算公式；
试验结果；
本标准未作规定的操作；
可能影响结果的任何现象的细节。附加说明：
本标准由中国有色金属工业总公司标准计量研究所提出。本标准由中南工业大学粉末治金研究所负责起草。本标准主要起草人薛健、张立。428
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