耐火材料 十字熱線法導(dǎo)熱系數(shù)試驗（GB/T 5990-2021 版）
耐火材料 十字熱線法導(dǎo)熱系數(shù)試驗（GB/T 5990-2021 版）核心要點(diǎn)如下：
適用邊界
溫度：≤1250 ℃（最新版仍維持該上限）
導(dǎo)熱系數(shù)：＜1.5 W/(m·K)
熱擴(kuò)散系數(shù)：≤5×10-6? m2/s
材質(zhì)：均質(zhì)、各向同性、不含碳（防止電短路）耐火材料，包括定形、不定形及粉狀料
樣品與熱線
尺寸：230 mm×114 mm×65 mm 耐火磚對剖，或 φ50 mm×50 mm 圓柱；兩半試樣中線開 0.4 mm 槽，埋設(shè) Pt-Rh 熱線（φ≤0.35 mm）
十字結(jié)構(gòu)：熱線中點(diǎn)焊接熱電偶（絲徑 ≤ 熱線直徑），形成“十字”測溫點(diǎn)，確保測得最大溫升
爐膛環(huán)境要求
溫度均勻性：裝樣區(qū)任意兩點(diǎn)溫差 ≤10 ℃；試驗溫度偏差 ±5 ℃；測量熱線溫升期間，爐溫波動 ≤0.1 ℃
升溫速率：5–10 ℃/min 可編程；恒溫段≥15 min 使?fàn)t膛穩(wěn)定
氣氛：默認(rèn)空氣；含碳或易氧化材料可通 Ar/N2 或低真空（≤100 Pa），防止熱線高溫腐蝕
測量與計算
非穩(wěn)態(tài)法：恒定電流加熱熱線，記錄中點(diǎn)溫度-時間曲線
公式：λ = q / (4π · dT/dln t) ，軟件自動擬合 60–180 s 區(qū)間斜率，給出 λ@T 結(jié)果
重復(fù)性：同一樣板 5 次測試，相對偏差 ≤±2 %
設(shè)備核心配置
加熱元件：MoSi? 或石墨，爐膛設(shè)反射屏/均熱襯，避免點(diǎn)熱源輻射
測溫：鎢錸熱電偶 + 雙色紅外比對，確保 800–1250 ℃ 信號可信
數(shù)據(jù)采集：≥1 MHz 采樣，微伏級分辨率，自動剔除環(huán)境漂移
結(jié)果輸出
自動生成 λ-T 曲線、λ@T 表格、原始電壓-時間文件，符合 21CFR Part11 審計追蹤（可選）
綜上，十字熱線法在 1350 ℃ 以下對耐火材料提供“快速、微損、高精度”導(dǎo)熱系數(shù)測試，但須嚴(yán)格滿足爐膛均勻性、熱線接觸、氣氛保護(hù)三大條件，才能確保 λ 值誤差 ≤±2 %。
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