[发明专利]半透明材料热物性及界面热阻多参数无损快速测量方法

权利要求书

1.一种半透明多孔材料高温热导率、辐射性质及多界面接触热阻的多参数无损快速测量方法，其特征在于，所述多参数无损快速测量方法包括：

步骤一：制作试验测试组件；所述试验测试组件为方形，所述试验测试组件包括耐高温金属板、两层厚度相同的试样、低温金属板和纤维隔热体；所述耐高温金属板、两层厚度相同的试样和低温金属板由上到下依次堆叠；所述纤维隔热体设置在所述耐高温金属板、两层厚度相同的试样和低温金属板形成的堆叠体的四周和底部；

步骤二：采用石英灯辐射加热设备对试验测试组件的上表面进行加热，采用热电偶测量耐高温金属板上表面及低温金属板下表面的温度响应，并采集耐高温金属板上表面及低温金属板下表面随时间变化的温度数据T_m；

步骤三：设定待测的试验测试组件的气/固耦合热导率、消光系数、散射反照率分别为λ_two-phase，β和ω，设定耐高温金属板与试样间的接触热阻为R_h-s，设定两个试样之间的接触热阻为R_s-s，设定试样与低温金属板的接触热阻为R_s-c；采集两个相邻温度下每个参数对应的热参数值取线性关系，获得所述气/固耦合热导率、消光系数、散射反照率、耐高温金属板与试样间的接触热阻、两个试样之间的接触热阻以及试样与低温金属板的接触热阻随温度的变化关系；

步骤四：将步骤三设定的随温度变化的气/固耦合热导率、消光系数、散射反照率及各界面的接触热阻作为输入，求解所述试验测试组件的半透明多孔材料传导及辐射能量守恒方程和控制入射辐射的二阶微分方程，获得所述试验测试组件的计算域及参考时间区间的入射辐射场和温度场，从而得到低温金属板下表面随时间变化的温度计算值T_c；

步骤五：利用步骤二中低温金属板下表面随时间变化的温度数据以及步骤四中所述低温金属板下表面的温度计算值结合最小二乘法，获得最小二乘逆问题算法中的目标函数Ψ：其中，最小二乘法公式为：

其中,N为单一位置测量温度数据个数，i为第i个测试数据，T_m,i为第i个耐高温金属板上表面及低温金属板下表面随时间变化的温度数据，T_c,i为第i个低温金属板下表面随时间变化的温度计算值，X为未知参数矢量，即随温度变化的各热参数；

步骤六：判断步骤五所述目标函数是否小于设定阈值ε，若是，则将步骤三中假设的待测样品随温度变化的两相热导率、辐射性质及接触热阻参数作为输出结果，否则返回步骤三重新修正预测的热性质参数；

步骤七：在步骤六测量的所有热参数中，采用公式λ_st＝λ_two-phase+16σT³/3β，获得不同温度下试样的有效热导率值；

其中，λ_st表示测试试样对应温度T下总的有效热导率；σ为斯蒂芬玻尔兹曼常数。