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什么是导热系数？为什么要测量？

导热系数（Thermal Conductivity，符号λ或k），也称为热导率，是衡量材料传递热量能力的重要物理参数。物理上的描述，是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K或℃）时，在1秒内，通过1平方米面积传递的热量。该参数由傅里叶定律定义，在常规时空尺度下，表征热传导的公式称为傅里叶导热定律：

式中Φ表示热通量，单位是W，k是导热系数，A是传热面积，δ是传热距离，Thot - Tcold表示传热温差。其物理意义是材料在单位温度梯度下传递热量的效率，数值越大表示导热能力越强。‌‌

简单来说，导热系数反映了材料将热能从高温区域传导到低温区域的效率。导热系数数值越大，说明材料导热越快，热量传递得越有效；反之，导热系数小的材料则具有较好的隔热性能。

在现代电子设备、能源系统、建筑节能等领域，热管理问题尤为关键。芯片发热、储能电池温升、建筑保温都离不开对材料热导性能的精准了解。通过测量导热系数，我们可以评估和筛选适合的材料，优化设计散热方案，从根本上保障设备的性能稳定和安全运行。导热系数的准确测量，是研发新型高导热或高绝热材料的重要基础，也为材料的质量控制和性能评估提供了科学依据。

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常见的导热系数测量方法

根据测试原理分类，导热系数的测量分为瞬态法和稳态法。稳态法适合在中等温度下测量的导热系数较小的材料。

2.1 保护热板法

保护热板法通过在两块相同材料的样品之间设置加热热源，确保从热板向上和向下的热流完全传递到样品中，从而实现对样品热传导性能的精准测量。测试时，给主热板输入一定能量，同时通过调整辅助加热器的能量，保持热源与辅助板之间温度和温度梯度稳定。理想情况下，热量沿垂直于样品表面的方向单向传导，保证热流为一维。导热系数则由样品的厚度、温差、主热板输入功率及面积等参数计算得出。

优点：测量精度高、适合绝热和保温材料的测试；

缺点：测试时间较长、对样品厚度有一定要求；

应用标准：ASTM C177-2019、GB/T 10294-2008、ISO 8302:1991；

适用材料：多用于纤维板、泡沫塑料、真空绝热板（VIP）等建筑和隔热材料的导热系数测量。

2.2 热流计法

热流计法使用热流传感器贴合在样品表面，通过测量热流密度和温差，计算导热系数。样品两端维持一定温差，热流传感器感知流经热量。该方法适合稳态测量，便于直接获取热流数据。

优点：测量过程简单，设备成本较低；适合多种材料，操作方便；

缺点：需要保证良好的接触界面，避免接触热阻影响结果；对环境稳定性要求较高；

应用标准：ASTM C518、ISO 8301；

适用材料：广泛用于泡沫、织物、建筑保温材料及部分复合材料的导热系数测试。

2.3 圆管测量法

圆管法适用于管道类的绝热应用材料导热系 数的测定，可根据实际管道比例进行调整。此方法 可以将测试材料的直曲程度以及密度狭缝等因素 呈现出来。圆管法通过长柱型的圆筒壁一维稳态 导热原理，进行管状结构导热系数的测定。

优点：适合测试管状或套管类材料、可直接反映实际应用中的热传导特性；

缺点：设备复杂，要求热流和温度场控制严格、受热流体流速和均匀性影响较大；

应用标准：相关国家及行业标准较少，通常依照自定义测试协议执行

适用材料：主要用于金属管、复合管材、隔热管套等管状材料的热导率测量。

2.4 激光闪光法
激光闪光法通过给样品的一侧施加短脉冲激光瞬时加热，记录样品另一侧的温度随时间的变化曲线。通过分析温度上升的时间参数，结合材料的密度和比热容，计算热扩散率，进而推算出导热系数。此方法测试快速，适合固体材料的热导率测量。

优点：测量速度快（通常几毫秒到几秒）、样品形状和尺寸要求灵活、非接触式加热，适合高温测量；

缺点：需要样品热物性参数配合计算；对样品表面处理要求较高（表面需涂层以增强吸收和发射）；

应用标准：ASTM E1461、ISO 22007-4

适用材料：广泛应用于金属、陶瓷、复合材料、半导体等固体材料的导热系数测量。

2.5 热线法

热线法通过将一根细长的电阻丝（热线）埋入或紧贴待测材料中，通以一定电流使热线加热。随后测量热线温度随时间的变化曲线。根据热线温度升高的速率和时间，利用瞬态热传导理论计算材料的导热系数。该方法特别适用于粉末、液体、多孔材料等难以用稳态法测量的样品。

优点：测量速度快，通常在几秒至几十秒内完成；适用样品形状和尺寸灵活，尤其适合粉末和液体；操作相对简便，设备结构简单；

缺点：需要保证热线与样品有良好接触，避免接触热阻干扰；测量结果对环境噪声和外部温度波动较敏感；

应用标准：ASTM D5334、GB/T 10297-2015、GB/T 11205-2009 、ASTM D5930-2017、ASTM C1113-2024；

适用材料：广泛应用于土壤、粉末、液体、多孔绝热材料等的导热系数测量。

2.6 热探针法

热探针法使用一个薄膜状的加热探针置于样品之间，瞬时加热后记录探针温度随时间的变化。通过热传导模型拟合温度响应曲线，计算材料的导热系数和热扩散率。该法对样品形状和厚度要求低，适合固体、液体及粉体材料。

优点：测量快速，样品制备简单；可测量多种材料形态；测量过程非破坏性；

缺点：对仪器和数据处理要求较高、测量结果对探针与样品接触状况敏感；

应用标准：ISO 22007-2；

适用材料：适合金属、塑料、复合材料、粉末及液体材料的导热性能测试；

2.7 瞬态平面热源法
瞬态平面热源法使用一个薄而扁平的加热探针，置于样品表面或夹在两个样品之间。探针通电瞬间加热，同时记录温度随时间的变化。根据热传导理论，通过拟合温度响应曲线，计算材料的导热系数和热扩散率。此法对样品形状、尺寸及材料类型要求低，适用于固体、液体和粉末等多种状态材料。

优点：测量速度快，通常几分钟内完成；适用范围广，样品制备简单；非破坏性测试，探针重复使用；

缺点：测量精度受探针与样品接触情况影响较大；需要高精度的温度测量和数据处理技术；

应用标准：ISO 22007-2:2022、GB/T 32064-2015；

适用材料：广泛应用于金属、塑料、陶瓷、复合材料、液体和粉末等多种材料的导热性能测试；

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导热系数测量仪器供应商推荐

1. 德国耐驰仪器制造有限公司（Netzsch）

德国耐驰仪器制造有限公司成立于1952年,总部位于德国塞尔布(Selb)，是全世界最早研发、制造热分析仪器的专业制造厂商。成立至今60多年的历史中，耐驰依靠不断创新的领先技术、精湛的制造工艺、完善的售后服务和技术支持，源源不断地向国际市场提供全系列热分析仪器，赢得客户的尊重和喜爱。

主打产品 / 测量方法：激光闪光法（LFA）；瞬态平面热源法（TPS）；
典型应用：金属、陶瓷、高分子复合材料测试

2. 凯戈纳斯仪器商贸（上海）有限公司

凯戈纳斯仪器商贸（上海）有限公司的“前身”为瑞典凯戈纳斯有限公司上海代表处，是由瑞典Hot Disk有限公司注资成立。公司开发、制造并销售瑞典Hotdisk品牌热常数分析仪等热销全球的先进分析仪器。

主打产品 / 测量方法：热流计法、激光闪光法；
典型应用：电子封装、建筑隔热、航空材料

3. 林赛斯（上海）科学仪器有限公司

德国林赛斯公司是专业研发和制造热分析仪器生产商，总部位于德国巴伐利亚州泽尔布。自1957年成立至今，德国林赛斯一直致力于研发生产热分析及热物性设备，为全球广大用户提供热分析领域解决方案。

主打产品 / 测量方法：热流计法、瞬态平面热源法；

典型应用：高分子、复合材料、功能陶瓷

4. 美国 TA 公司（沃特世）

TA仪器的总部位于美国特拉华州纽卡斯尔市，拥有技术一流的专业销售团队令TA深感骄傲。TA仪器是一家因拥有具备专业知识、友好态度和迅速响应的服务团队，而收到全世界认可的热分析、流变、微量热和力学分析的供应商。

主打产品 / 测量方法：热流计法、激光闪光法；

典型应用：聚合物、复合材料、电子封装材料

5. 西安夏溪电子科技有限公司

夏溪科技坐落于美丽的古城西安，专注于热物性仪器的研发、生产与销售，其中导热系数仪广泛应用于科研单位、高等院校和企事业单位等各行业。

主打产品 / 测量方法：瞬态平面热源法（TPS）、热探针法便携测试仪；
典型应用：高分子材料、粉末、液体的快速热导测试

6. 湘潭市仪器仪表有限公司

湘潭湘仪仪器有限公司系原国有湘缆集团湘潭仪器仪表厂于2005年改制组建而成，工厂始建于1970年，雄厚的技术、丰富的仪器制造内涵现已成为国内较大规模的陶瓷、无机材料实验室仪器设备专业生产厂，国内同行业综合实力保持领先水平。

主打产品 / 测量方法：保护热板法测量仪、热流计法测试系统、热线法土壤热导率测试仪；
典型应用：建筑隔热、土壤研究、工业材料导热性能评估

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最后

随着热管理技术的不断发展，导热系数测量技术和设备已成为材料研发与质量控制不可或缺的核心环节。在即将举行的第六届热管理产业大会暨博览会上，文中提到的多家国内外知名厂商——德国耐驰、凯戈纳斯、林赛斯、湘潭仪器、TA仪器、西安夏溪等厂商将悉数亮相，携旗下最新的导热系数测量仪器和解决方案与您面对面交流。

展会时间：2025年12月3-5日
展会地点：深圳国际会展中心

无论您是科研人员、设备采购商、还是材料研发工程师，这都是一次不容错过的行业盛会。让我们相约现场，共同见证热管理产业的最新成果与发展趋势！

参考资料

[1] 导热系数测量方法及应用综述、中国胶黏剂
[2] 浅谈应用材料导热系数的测定方法、热学专业；[3] 一文读懂导热系数测试方法、热管理材料；