采用上下恒温参数辨识法测热界面材料性能的方法

摘要

本发明公开了一种上下恒温参数辨识法测热界面材料性能的方法，包括以下步骤：第一步，测试标准材料热流量计的准备；第二步，两热流量计接触界面之间放置热界面材料，加载压应力，正向对热流量计加热；第三步，测试点测量温度的修正；第四步，接触热阻R的计算；第五步，热界面材料厚度L测量，热界面材料的当量导热系数的计算。本方法采用上下恒温参数辨识修正的对称测试结构进行测量可基本消去由于各温度传感器与热流量计的接触热阻不同或是温度不完全是线性的等原因引起的温度测量的不一致性误差，进而在保证热流量精度的前提下可极高精度的测得热界面材料的性能。

主权项

一种采用上下恒温参数辨识法测热界面材料性能的方法，其特征在于如下步骤：第一步，测试标准材料热流量计的准备；加工出两个标准材料的热流量计，将热流量计竖直同轴夹装在两个加热制冷套之间，在两个加热制冷套上设置有应力加载装置，所述的热流量计上设置有温度传感器，温度传感器与数据采集系统连接，用于测试试样的轴向温度；热流量计上测试点之间的位置满足如下关系：以两个热流量计轴向方向上的接触界面截面位置为对称面，两个热流量计上的测试点位置完全对称，每个热流量计上的相邻两个测试点之间的轴向距离相等，每个热流量计从下端面到上端面之间设置n个测试点，测试点之间的距离为dx；第二步，两热流量计接触界面之间放置热界面材料，加载压应力，正向对热流量计加热：对两个热流量计轴向的其中的一端加热，另一端冷却，试样温度达到稳定后开始采集测试温度；所述的测试温度包括各热流量计上n个测试点的测量温度T_i,j，i＝1，······n，n为热流量计上测试点数目并按对称面对称，j＝1，2分别表示两不同的热流量计；第三步，测试点测量温度的修正；在做好充分的绝热条件下，对热流量计的两端同时设定一个恒定温度，试样温度达到稳定后开始采集测试温度；所述的测试温度包括热流量计上n个测试点的测量温度i＝1，······n，n为热流量计上测试点数目；j＝1，2分别表示两不同的热流量计；对第二步中所采集的n个测试点的温度测量范围根据精度需要进行上述的多恒定温度点重复进行热流量计上n个测试点的测量温度采集，并把热流量计上各个测试点的测量温度与所设定的恒定温度进行参数辨识分析，进行线性拟合或多元拟合成相关函数；第四步，接触热阻R的计算；把第三步中相关函数对步骤二中采集的各个测试点的测量温度进行求解，得到一修正温度i＝1，······n，n为热流量计上测试点数目；j＝1，2分别表示两不同的热流量计；进而在忽略热流损失的情况下，可较高精度的计算得到热流量计的接触热阻R；第五步，热界面材料厚度L测量，热界面材料的当量导热系数的计算；通过在两热流量计接触界面位置布置的原位测量系统的参考点位置变化测得热界面材料的厚度L，计算表观接触热阻R_A为：R_A＝A×R，其中A为接触面积，从而当量有效导热系数k_eff为：$k_{\mathrm{eff}}=\frac{L}{R_A}.$