硬質合金棒材是一種由金屬粉末與鎢碳化物等非金屬粉末經過混合、壓制成形、燒結等工藝制備而成的金屬材料。它具有高硬度、強度高、耐磨性好等特點,在機械加工、切割、沖擊等領域有廣泛應用。然而,由于硬質合金棒材的熱傳導性能對其加工性能和使用壽命等具有重要影響,因此研究其熱導率及相關測試方法具有重要意義。
熱導率是衡量材料導熱性能的物理量,它表示單位時間內材料單位長度、單位截面積上的熱量傳遞量。硬質合金棒材的熱導率一般較低,這是由于其中的鎢碳化物等非金屬粉末的導熱性能較差所致。熱導率的測定方法一般包括實驗方法和理論計算方法兩種。
實驗方法是通過測定加熱體和測溫體之間的溫度差以及加熱體與測溫體之間的熱阻,進而計算得到熱導率。常用的實驗方法包括熱板法、熱流法和熱熔法等。
熱板法是一種常用的測定材料熱導率的方法,在該方法中,將被測樣品夾在兩塊加熱板之間,通過通電使得加熱板上產生熱量,同時測定加熱板上的溫度分布情況。根據測得的溫度差和已知的加熱板之間的距離,可以計算得到材料的熱導率。
熱流法是一種通過測定單位時間內通過材料的熱量和材料的溫度差來計算熱導率的方法。在該方法中,被測樣品的一端加熱,另一端保持恒溫,通過測定兩端溫度差以及加熱功率,可以計算得到熱導率。
熱熔法是一種比較簡便的測定材料熱導率的方法,它利用材料的熱導率與熱傳導擴散時間的關系進行測定。在該方法中,為了避免材料的熱輻射和對流導致的誤差,通常選擇容器材料熱導率較高的金屬,如銅、鋁等。通過測定加熱后容器內的材料熔化時間以及已知的容器材料熱導率,可以計算得到材料的熱導率。
除了實驗方法外,還可以通過理論計算方法來估算硬質合金棒材的熱導率。理論計算方法一般基于材料的晶體結構和物理性質,通過計算晶格振動、聲子頻率等參數,采用密度泛函理論、分子動力學模擬等方法進行計算。
總之,研究硬質合金棒材的熱導率及相關測試方法對于優化材料性能、提高加工質量和使用壽命具有重要意義。通過實驗方法和理論計算方法,可以準確測定和估算硬質合金棒材的熱導率,為材料的應用和開發提供重要參考。