2025 无色光学玻璃测试方法 第13部分：导热系数

GB/T796213—2025

.

目次

前言

…………………………Ⅲ

引言

…………………………Ⅴ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

闪光法

4……………………1

原理

4.1…………………1

仪器

4.2…………………2

样品

4.3…………………3

测试环境

4.4……………3

测试步骤

4.5……………3

结果计算

4.6……………3

防护热板法

5………………4

原理

5.1…………………4

仪器

5.2…………………4

样品

5.3…………………5

测试环境

5.4……………5

测试步骤

5.5……………5

结果计算

5.6……………6

测试报告

6…………………6

附录资料性闪光法测试玻璃比热容

A()………………7

Ⅰ

GB/T796213—2025

.

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规

GB/T1.1—2020《1:》

定起草

。

本文件是无色光学玻璃测试方法的第部分已经发布了以下部分

GB/T7962《》13。GB/T7962:

第部分折射率和色散系数

———1:;

第部分光学均匀性斐索平面干涉法

———2:;

第部分光学均匀性全息干涉法

———3:;

第部分折射率温度系数

———4:;

第部分应力双折射

———5:;

第部分杨氏模量剪切模量及泊松比

———6:、;

第部分条纹度

———7:;

第部分气泡度

———8:;

第部分光吸收系数

———9:;

第部分耐射线性能

———10:X;

第部分可见折射率精密测试

———11:;

第部分光谱内透射比

———12:;

第部分导热系数

———13:;

第部分耐酸稳定性

———14:;

第部分耐潮稳定性

———15:;

第部分线膨胀系数转变温度和弛垂温度

———16:、;

第部分紫外红外折射率

———17:、;

第部分克氏硬度

———18:;

第部分磨耗度

———19:;

第部分密度

———20:;

第部分耐碱稳定性

———21:;

第部分耐磷酸稳定性

———22:;

第部分耐气候稳定性

———23:。

本文件代替无色光学玻璃测试方法导热系数测试方法与

GB/T7962.13—1987《》,GB/T7962.13—

相比除结构调整和编辑性改动外主要技术变化如下

1987,,:

增加了适用范围见第章

———(1);

增加了术语和定义见第章

———(3);

增加了闪光法见第章

———(4);

更改了防护热板法中的仪器样品测试环境测试步骤和结果计算见第章年版的第

———、、、(5,1987

章第章

2~5);

更改了测试报告见第章年版的第章

———(6,19875)。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由中国机械工业联合会提出

。

本文件由全国光学和光子学标准化技术委员会归口

(SAC/TC103)。

本文件起草单位成都光明光电股份有限公司成都光明光电有限责任公司湖北新华光信息材料

:、、

Ⅲ

GB/T796213—2025

.

有限公司宁波舜宇红外技术有限公司中国兵器工业标准化研究所湖北菲利华石英玻璃股份有限公

、、、

司济南光微半导体科技有限公司上海菲利华石创科技有限公司苏州厚朴传感科技有限公司青岛融

、、、、

合光电科技有限公司

。

本文件主要起草人周佺佺罗良红张庆薛立莎吴缙伟匡波李天国杨谧玲周刚朱懿

:、、、、、、、、、、

任和齐张寒夏郭俊黄芸花军李炜娜胡民锋王光祥

、、、、、、、。

本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为

:

年首次发布为

———1987GB/T7962.13—1987;

本次为第一次修订

———。

Ⅳ

GB/T796213—2025

.

引言

无色光学玻璃是光电信息产业中广泛应用的基础光学材料之一制定无色光学玻璃

,GB/T7962《

测试方法可指导行业更加有效地解决对无色光学玻璃的产品质量评价和物化性能测试问题

》。

的各部分分别规定了无色光学玻璃的光学性能内部质量热学性能化学性能机械

GB/T7962、、、、

性能耐射线性能等的测试方法测试步骤等拟由个部分构成

、X、。GB/T796227。

第部分折射率和色散系数目的在于规定棱镜法测试折射率和色散系数的技术要求

———1:。V。

第部分光学均匀性斐索平面干涉法目的在于规定斐索平面干涉法测试光学均匀性的

———2:。

技术要求

。

第部分光学均匀性全息干涉法目的在于规定全息干涉法测试光学均匀性的技术

———3:。

要求

。

第部分折射率温度系数目的在于规定最小偏向角法测试折射率温度系数的技术要求

———4:。。

第部分应力双折射目的在于规定测试应力双折射的技术要求

———5:。。

第部分杨氏模量剪切模量及泊松比目的在于规定超声脉冲回波法测试材料弹性常数

———6:、。

的技术要求

。

第部分条纹度目的在于规定投影法测试条纹度的技术要求

———7:。。

第部分气泡度目的在于规定测试气泡度的技术要求

———8:。。

第部分光吸收系数目的在于规定测试白光吸收系数的技术要求计划增加单色光吸收

———9:。,

系数测试的技术要求

。

第部分耐射线性能目的在于规定测试耐辐射光学玻璃的耐射线性能的技术要求

———10:X。X。

第部分可见折射率精密测试目的在于规定精密测试可见光区域折射率的技术要求

———11:。。

第部分光谱内透射比目的在于规定测试光谱内透射比的技术要求计划增加光谱透射

———12:。,

比的测试技术要求

。

第部分导热系数目的在于规定闪光法和防护热板法测试导热系数的技术要求

———13:。。

第部分耐酸稳定性目的在于规定表面法测试耐酸稳定性的技术要求

———14:。。

第部分耐潮稳定性目的在于规定浊度法测试耐潮稳定性的技术要求

———15:。。

第部分线膨胀系数转变温度和弛垂温度目的在于规定采用推杆法测试材料热学性能

———16:、。

的技术要求

。

第部分紫外红外折射率目的在于规定自准直法和最小偏向角法测试紫外红外折射率

———17:、。、

的技术要求

。

第部分克氏硬度目的在于规定测试克氏硬度的技术要求

———18:。。

第部分磨耗度目的在于规定测试磨耗度的技术要求

———19:。。

第部分密度目的在于规定浮力法测试密度的技术要求

———20:。。

第部分耐碱稳定性目的在于规定失重法测试耐碱稳定性的技术要求和分级判定规则

———21:。。

第部分耐磷酸稳定性目的在于规定失重法测试耐磷酸稳定性的技术要求和分级判定

———22:。

规则

。

第部分耐气候稳定性目的在于规定浊度法测试耐气候稳定性的技术要求和分级判定

———23:。

规则

。

第部分应力光学系数目的在于规定测试应力光学系数的技术要求

———24:。。

第部分荧光特性目的在于规定测试荧光特性的技术要求

———25:。。

Ⅴ

GB/T796213—2025

.

第部分应力均匀性目的在于规定测试高精密光学玻璃的应力均匀性的技术要求

———26:。。

第部分耐日晒稳定性目的在于规定耐日晒稳定性的技术要求

———27:。。

Ⅵ

GB/T796213—2025

.

无色光学玻璃测试方法

第13部分导热系数

:

1范围

本文件描述了无色光学玻璃导热系数的测定方法

。

本文件适用于无色光学玻璃导热系数的测试闪光法适用于测试温度点下导热系数和热扩散系数

,

的动态测试防护热板法适用于某稳定温度差下导热系数的稳态测试其他玻璃导热系数的测试参照

,,

使用

。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于

,;,()

本文件

。

无色光学玻璃

GB/T903—2019

差示扫描量热法测定比热容的标准试验方法

ASTME1269-24(Standardtestmethodfordeter-

miningspecificheatcapacitybydifferentialscanningcalorimetry)

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件

。

31

.

热扩散系数thermaldiffusivity

α

表征非稳态导热过程中温度传播速率的物理参数

。

32

.

导热系数thermalconductivity

λ

单位时间内在单位温度梯度下沿热流方向通过材料单位面积传递的热量

。

33

.

半升温时间half-risetime

t

1/2

样品背面温度升高至最大值一半所需的时间

。

4闪光法

41原理

.

在绝热状态和一定温度下闪光光源在瞬间发射一束脉冲均匀照射在被测样品的正面使其表层

,,,

1

GB/T796213—2025

.

吸收能量后温度瞬时升高此表面作为热端将能量以一维热传导方式向冷端即背面传播用温度探

。()。

测器连续测量样品背面中心部位的相应升温过程得到温度T随相应时间t的变化关系得到半升温

,,

时间t根据t和样品厚度计算样品的热扩散系数见图

1/2,1/2(1)。

根据样品的热扩散系数密度和比热容计算样品的导热系数

、。

a样品加热及温度测量示意图b样品背面温升随时间变化曲线

))

图1闪光法测试原理图

42仪器

.

421闪光法导热仪

..

闪光法导热仪基本构成见图仪器主要由下列部件组成

2,:

闪光光源可是钕玻璃激光器宝石激光器或经严格聚焦的氙灯光源能量脉冲周期应小于半

a):、,

升温时间t的光源脉冲光斑直径应不小于样品外径

1/22%,;

加热炉使被测样品温度达到所要求的温度温度控制精度为

b):,0.1℃;

温度探测器采用红外探测器对微小温度变化能够提供线性电信号输出能够探测到样品初

c):,,

始温度以上的改变

0.05℃。

标引序号说明

:

温度探测器加热炉

1———;4———;

透明窗口闪光光源

2、5———;6———;

样品架样品

3———;7———。

图2闪光法导热仪基本构成示意图

2

GB/T796213—2025

.

422量具

..

精度不低于

0.01mm。

43样品

.

431材料要求

..

样品毛坯玻璃的质量不低于中规定的夹杂物条纹度样品不应在测试温

GB/T903—2019A0、C,

度范围内软化熔化或发生化学反应

、。

注夹杂物习惯称气泡度

:。

432加工要求

..

样品规格根据闪光法导热仪样品仓确定样品厚度宜为所有表面精磨样品测试

,2mm±0.1mm,,

面即正面和背面应为平行平面厚薄差不大于

(),0.02mm。

433被测样品预处理

..

用超声波设备内装乙醇清洗或直接用脱脂棉蘸取乙醇拭净样品

。

44测试环境

.

温度相对湿度

:20℃±5℃;:≤70%。

45测试步骤

.

451开启闪光法导热仪的信号采集与处理系统并达到稳定工作状态将液氮灌注到温度探测器的杜

..,

瓦瓶内

。

452用量具测量样品厚度至少选择个不同位置进行测量取其算术平均值

..,3,。

453在样品正面和背面沉积一层很薄的不透明材料如石墨金银等沉积层均匀有效遮覆样品表

..(、、),

面厚度不超过样品厚度的待样品表面沉积层干燥稳定后将样品放入闪光法导热仪

,1%,,。

454对加热炉抽气至气压值不高于4再用惰性气体如充填置换炉内气氛进行不少

..1.5×10Pa,(Ar),

于次抽气和惰性气体充填置换循环

2。

455设置测试温度闪光光源脉冲能量脉冲能量设定宜保证样品背面温升不大于开启升温

..、(5℃),

至测量温度

。

456触发光源脉冲采集记录测试温度样品背面温升曲线等每个样品每个测试温度重复测试不

..,、。

少于次

3。

457改变测试温度重复测试步骤

..,4.5.5~4.5.6。

458根据规定的方法测试玻璃的比热容闪光法测试玻璃比热容可参照附录

..ASTME1269-24,A。

46结果计算

.

461根据测得的样品有效升温曲线确定基线和最高升温得出最大温度变化确定半

..4.5.6~4.5.7,,,

升温时间t根据公式计算出样品的热扩散系数

1/2,(1)。

.×d2

αT=013879

()t…………(1)

1/2

式中

:

αT在指定温度点T下的热扩散系数单位为平方米每秒2

()———,(m/s);

计算系数

0.13879———;

3

GB/T796213—2025

.

d样品的厚度单位为米

———,(m);

t半升温时间单位为秒

1/2———,(s)。

462根据样品的热扩散系数密度和比热容根据公式计算出样品的导热系数

..、,(2)。

λT=αT×cpT×ρ

()()()…………(2)

式中

:

λT在指定温度点T下的导热系数单位为瓦每米开尔文

()———,[W/(m·K)];

αT在指定温度点T下的热扩散系数单位为平方米每秒2

()———,(m/s);

cpT样品在指定温度点T下的比热容单位为焦耳每千克开尔文

()———,[J/(kg·K)];

ρ密度单位为千克每立方米3

———,(kg/m)。

463取重复测试次数的算术平均值作为样品该温度点的导热系数的测试值

..。

5防护热板法

51原理

.

当被测样品上下表面处于不同的稳定温度在稳定热流下测量单位时间内通过样品有效传热面

、,,

积的热流和两表面间的温差及表面积来计算样品的导热系数

。

52仪器

.

521护热板平板导热仪

..

护热板平板导热仪基本构成见图仪器主要由下列部件组成

3,:

上下压杆由导热良好的纯铜棒组成上压杆上端连接加热器下端压紧样品下压杆上端顶

a)、:,,;

住样品下端连接水冷却装置在上下压杆上分别固定有温度测量系统用于测量热流量通

,,、,,

过被测样品的热流测量精度不低于

1%;

加热器直接固定在上压杆上端通过电阻丝对上压杆加热到设定温度并保持温度恒定温控

b):,,,

精度不低于

0.1℃;

水冷却装置使下压杆温度保持稳定温控精度不低于

c):,0.1℃;

加压装置采用步进电机加压能给样品施加不同的精确压力压力控制精度不低于

d):,,0.1N;

厚度检测传感器检测样品在施加不同压力情况下厚度的变化厚度测量精度不低于

e):,0.1mm;

温度测量系统由自动仪表和热电偶组成热电偶探头紧贴铜棒测温精度不低于

f):,,0.1℃。

4

GB/T796213—2025

.

标引序号说明

:

加压装置下压杆

1———;5———;

加热器水冷却装置

2———;6———;

上压杆温度测量系统

3———;7———;

样品厚度检测传感器

4———;8———。

图3护热板平板导热仪结构示意图

522量具

..

按规定

4.2.2。

53样品

.

531材料要求

..

按规定

4.3.1。

532加工要求

..

样品的尺寸应被铜棒表面全面覆盖铜棒表面直径与样品直径差不大于厚度是实际使用的

,2mm,

厚度或大于能给出被测样品热性质的最小厚度样品应有两个抛光的平行平面厚薄差不大于

。,

其余表面精磨

0.02mm,。

533被测样品预处理

..

按规定

4.3.3。

54测试环境

.

按规定

4.4。

55测试步骤

.

551用量具测量样品的直径至少选择个不同位置进行测量取其算术平均值

..,3,。

552将被测样品的两平行面均匀涂抹导热膏如导热硅脂后放入仪器下压杆上端启动加压装

..(),

置使被测样品与上下压杆紧密接触

,、。

553打开水冷却装置和加热器使上压杆的下端面和下压杆的上端面维持恒定的温度保持所需的温

..,

度差

。

5

GB/T796213—2025

.

554在加热功率不变的条件下加热器温度波动不超过时认为达到稳态连续测量通过

..,0.1℃/h,。

被测样品有效传热面的热流和两表面温差不少于次

3。

56结果计算

.

561根据测试得到的样品有效传热面的热流和两表面温差及样品厚度根据公式计算出样品的

..,(3)

导热系数

。

φd

λT=·

()AT-T…………(3)

(21)

式中

:

λT在指定温度点T下的导热系数单位为瓦每米开尔文

()———,[W/(m·K)];

φ热流单位时间通过某一表面的热量单位为瓦

———,(W);

d样品的厚度单位为米

———