1、中华人民共和国国家标准定形隔热耐火制晶导热系数试验方法(热线法)Shaped insulating refractory products一Testmethod of the thermal conductivity (hot wire method) UDC 666.16:620 .18 G咐990-86本方法适用于测寇1250c以下导热系数不大于2W/(m.k)的定形隔热酣火制品的导热系数。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，以符号表示。2 原理热线法是一种动态测量怯(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
2、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。该绒的温度变化即是被测材料导热系般的函数。S 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块试样。炉底应备有2-4条尺寸为125mm x 10mm x 20mm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. 1.1 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，冷端置入冰瓶。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10CI试验温度偏差为:!:5 C;测量热线温
3、升期间温度波动不大于0.1c。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。热线的直径不应跑过O.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 热线是铀或铀姥合金，长200:t 0.5 mm。3.1.2 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。该导钱不直过长，能伸出炉外与英他材质的导线联接即可。1.1.3 焊接在热线中点的热电偶1(pt -ptRh1o)与参比热电偶2(pt - pt RhlO )反接，以监测炉温与试样温度的平衡程度和测量热
4、线温度的变化。其冷端接至补偿器或放入冰瓶，如圈2所示。国京标准局1986-04 -08发布1988-01-01实施13 GB 5990-86 蜜时曹蹦E咽端电压1m热电路图l加热和测量电路与试样组合示意图2 37 6 因2示差电路的测量线路示意图l一试样;2一热电!因1;3一补偿.1一放大器;5一记录仪$6一一热电偶2;7一等效电阻.8一热线AB)14 GB 5990- 86 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，电游、从一个阻值相等的等效电阻切换到热
5、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3.5.1 测量热线两端电压.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 测量通过热线的电流，其精度为士0.5%。3.5.3 测量热线温度的装置应具有1V/mm的分辨率，测量精度为1%。3.6 放大器:分辨率0.1V。3.7 天平:称量2kg，感量10mg。3.8 游标卡尺z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GB2998一82(定形隔热耐火制品体积密度和真气孔率
6、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/cm3的试样。4.2 形状尺寸试样尺寸为230mmx 114mm X 65mm的长方棱柱体。特殊情况下.最小尺寸为200mmx100mmx 50 mm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 标型砖以整砖作为试样。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 上下两块试样的接触面(23mmX114 mm)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110士5C烘2h。5
7、试验步骤5.1 装样先将2条支座以125mm x 10mm的面安放在炉底上(必要时，可增放2条支座)，再将己划槽的试样置于其上。按图l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 加热升温速率为5C /min (硅质制品300C以前为1C /min 、:OOC以后沟2c /min) ，直至试验温度。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6C时，且热线温度10min的稳定度不大于0.1C时.即可开始测量，记录炉温。15 GB 5990- 86
8、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 C。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 (t. )、10min(t, ) 时的电流、电，I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。每一个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200C间隔为宜。S 结果计算6.1 按公式(1 )或(2 )计算结果。A=IhR.l n(tE/tI) 一
9、4L (z-(). . . (1) 人IV In(t2/t.) 一二-HL7卢rHHH-HH-HH-(2 ) 式中:一一一导热系数.W/(mK);I一一加热电流，A; V一-热线两端电压.V; R一-试验温度下的热线电阻，Q; L一一热线长度，m; t.、t2一一加热电流接通后测量的时间，min; ().、(2一一热线在t.、t2时的对应温度，c。6.2 结果计算至小数点后三位，所取位数后的数字按GB1.1 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:t1O%;不同试验室试验误差不大于:t15 %。8 试验报告试验报告应也括:8. 委托单位zb. 试样名称及编号Pc. 试验温度及与之对应的各次导热系数测也值及平均值zd. 试验单位;e. 试验人员21 试验日期。附加说明:本标准由中华人民共租国冶金工业部提出。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。16
