材料热物性参数测试方法研究及其系统装置设计,已发展成为一门独立基础学科,是研究材料基础性质必不可少的一环。随着材料科学的发展和制造工艺的进步,复合材料种类日益多样化,快速准确获得新型复合材料热物性参数是材料在工业生产中广泛应用的基础。复合材料的物性参数既有各向同性又有各向异性。因此,开发了一种既能测各向同性材料的热物性参数,又能通过一次测量获得正交各向异性材料在三维方向上的热物性参数的多维恒温边界法,并提出了一种平行热线法的改进方法,对多维恒温边界法的测量结果进行验证。多维恒温边界法,基于乘积解法建立了适用于各向同性和正交各向异性材料的温升数学公式,利用随机共轭梯度法结合计算机编程求解材料热扩散率等参数。根据多维恒温边界法测试原理,搭建了恒温水浴加热测试系统。该系统主要包括恒温水浴装置、试样固定装置和温度采集系统。改进平行热线法,基于镜像热源原理对传统平行热线法进行修正,获得了新的温升数学模型,利用FLUENT仿真软件验证了模型的可行性,并搭建了一套真空环境中线热源作用下的固体材料热物性测试系统。提出的两种测试方法均对亚克力板、硼硅玻璃和大理石等各向同性材料进行测试分析,导热系数测试值与文献值相比,多维恒温边界法的最大相对偏差为硼硅玻璃的3.72%,改进平行热线法的最大相对偏差为大理石的2.30%,验证了两种测试方法的可行性与测试系统的测量准确性。最后,利用多维恒温边界法测量正交各向异性材料单向碳纤维板的主热物性参数,并使用改进平行热线法测量其厚度方向上的热扩散率等参数,测试值间相互对比,相对偏差最大为热扩散率的3.66%,有效验证了多维恒温边界法对低导热系数正交各向异性材料热物性参数的测试准确性。图[44]表[15]参[82]。