Q/ZMS(N) 36-2022 化学气相沉积金刚石导热片热导率测定方法
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- 标准类型：企业标准
- 标准语言：中文版
- 文件类型：PDF文档
- 更新时间：2025-06-13
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资料介绍
以下是对《Q/ZMS(N) 36-2022 化学气相沉积金刚石导热片热导率测定方法》标准的详细总结：
一、标准基本信息
- 标准编号：Q/ZMS(N) 36-2022
- 名称：化学气相沉积金刚石导热片热导率测定方法
- 归口单位：郑州磨料磨具磨削研究所有限公司功能金刚石部
- 首次发布：2022年
- 适用范围：专用于化学气相沉积（CVD）金刚石导热片的热导率测定。
二、核心术语与定义
- 热导率（λ）：
在稳定传热条件下，垂直于导热方向的两平行平面（间距1m、面积1m²）温差1K时，1秒内传导的热量。单位：W/(m·K)。 - 换算关系：
/lambda = /alpha /cdot C_p /cdot /rho
其中：/alpha：热扩散系数（m²/s）C_p：比热容（J/(kg·K)）/rho：密度（kg/m³）
（注：金刚石参考值/rho = 3.52 /times 10^3 /, /text{kg/m}^3，室温C_p = 520 /, /text{J/(kg·K)}）
三、测试原理（激光闪射法）
- 基本原理：
- 激光脉冲照射样品下表面，红外检测器监测上表面温升曲线。
- 通过 半升温时间
t_{50}（温度升至最大值一半所需时间）计算热扩散系数：/alpha = 0.1388 /cdot d^2 / t_{50}
（d：样品厚度）
- 热导率计算：
结合已知/rho和C_p，代入公式/lambda = /alpha /cdot C_p /cdot /rho得出结果。
四、测试环境要求
- 温湿度：20°C–30°C（±2°C），湿度40%–70%
- 环境控制：
- 无灰尘、酸、有机蒸气污染；
- 避免热源/冷源（如阳光、空调出风口）、振动及强气流干扰。
五、测试设备（激光闪射导热仪）
- 关键组件：
闪光源、样品池、红外检测器、信号处理系统。 - 技术指标：
参数 要求 温度范围 -70°C–2000°C 热扩散系数范围 0.01–1000 mm²/s 激光脉冲能量 ≤20J，脉宽≤1.2ms 真空度 ≤10⁻⁵ mbar 检测器灵敏度 可探测≥0.05K温升 采样频率 < t_{50}的1%
六、样品制备
- 尺寸要求：
- 形状：圆片状
- 直径：6–18 mm
- 厚度：2–5 mm
- 平行度误差：≤厚度的0.5%
- 表面处理：
- 涂覆均匀高辐射率涂层（如石墨），增强吸热能力。
- 数量要求：平行样品≥2个。
七、测试步骤
- 准备工作：
- 测量样品厚度，选择适配样品支架。
- 设置脉冲能量（以最低有效能量为优）。
- 数据采集：
- 校准温度基线（偏差≤最大温升的4%）；
- 记录环境温度，采集温升-冷却曲线；
- 在不同温度点重复测试。
- 多温度点测试：
按顺序测试不同温度下的样品，升温间隔需稳定。
八、数据处理与验证
- 核心计算：
- 确定
t_{50}，代入公式计算/alpha。
- 确定
- 结果验证：
- 通过其他温升点（如X=25%、75%）验证一致性：
/alpha = k_x /cdot d^2 / t_x
（k_x值见标准表1，如x=50/%时k_{50}=0.1388） - 要求：25%、50%、75%三点计算的
/alpha偏差≤±2%，否则需分析误差（如热损失修正）。
- 通过其他温升点（如X=25%、75%）验证一致性：
九、测试报告内容
报告需包含以下信息：
- 样品信息：标识、厚度、表面处理状态。
- 测试参数：
- 标准依据（GB/T 22588-2008）；
- 设备型号、环境温湿度。
- 结果数据：
- 不同温升点（X=25%/50%/75%）的
/alpha值； - 重复测试结果（≥2次）；
- 最终热导率
/lambda（单位：W/(m·K)）。
- 不同温升点（X=25%/50%/75%）的
- 修正说明：是否修正热膨胀/热损失。
- 签署：测试者、复核者、审定者及单位公章。
十、附录与示例
- 附录A：检测报告模板（含字段示例）。
- 图表示例：
热扩散系数测试结果图（含温度曲线、/alpha计算值、置信区间等）。
总结：本标准系统规定了CVD金刚石导热片热导率的激光闪射法测定流程，涵盖原理、设备、样品制备、操作步骤、数据验证及报告规范，重点强调环境控制、脉冲能量优化、多温升点验证等关键技术环节，确保测试结果的准确性与可重复性。