应用案例 | 多孔真空硅气凝胶隔热垫的导热系数测定

2026-06-30 11:14:21 杭州之量科技有限公司

本文采用 HFM 510A 热流法导热仪对多孔真空硅气凝胶隔热垫进行变温导热系数测试，结果表明该样品在 10 ~ 90 °C 范围内导热系数由 0.02344 W/(m·K) 升至 0.02782 W/(m·K)，随温度升高逐渐增大，测试重复性优异。

图1 HFM 510A 热流法导热仪

# 前言 #

随着新能源汽车动力电池能量密度不断提升，电池热失控防护与热管理设计对隔热材料的性能提出了更高要求。多孔真空硅气凝胶隔热垫凭借纳米孔结构及真空封装工艺，可在较小厚度下实现显著隔热效果，但其导热系数对温度、压力和厚度较为敏感。

热流法导热仪 HFM 510A 基于稳态热流计法原理，通过测量穿过样品的热流密度与温度梯度计算导热系数，配备自动力加载与自动测厚功能，可直接获取软质、可压缩隔热材料在设定压力下的导热性能数据。本案例使用 HFM 510A 对尺寸 300 mm × 300 mm × 5 mm的多孔真空硅气凝胶隔热垫进行多温度点导热系数测试，考察其导热系数随温度的变化规律，为电池包隔热层设计提供参考。

图2 多孔真空硅气凝胶隔热垫

# 测试条件 #

• 测试仪器：HFM 510A 热流法导热仪

• 测试方法：GB/T 10295

• 实验样品：多孔真空硅气凝胶隔热垫

• 样品尺寸：300 mm × 300 mm，厚度约 5 mm

• 测试压力：100 N

• 冷热板温差：20 °C

• 平均温度点：10 °C、20 °C、30 °C、40 °C、50 °C、60 °C、70 °C、80 °C、90 °C

# 测试过程 #

Step1：裁取样品；

Step2：将样品置于仪器冷热板之间，关闭炉门；

Step3：在测试软件中设置测试参数：平均温度点 10 °C、20 °C、30 °C、40 °C、50 °C、60 °C、70 °C、80 °C、90 °C，冷热板温差 20 °C，测试压力约 100 N，每个温度点重复测试 3 次；

Step4：启动测试，仪器自动运行并完成各温度点数据采集；

Step5：实验结束，导出各温度点导热系数、厚度及压力数据。

# 实验结果 #

图3 导热系数-平均温度关系曲线

各温度点 3 次重复测试数据汇总于表1。在 10 ~ 90 °C 范围内，平均导热系数由 0.02344 W/(m·K) 升至 0.02782 W/(m·K)；各温度点相对标准偏差（RSD）在1.34% ~ 1.92% 之间。实测样品厚度在 4.96 ~ 5.40 mm 范围内，随温度升高呈增大趋势；实际测试压力在 93 ~ 108 N 范围内浮动。

表1 导热系数测试结果

平均温度（℃）	测试序号	厚度 (mm)	压力 (N)	导热系数W/(m·K)	平均导热系数W/(m·K)	RSD （%）
10	1	5.03	93.4	0.02380	0.02344	1.34%
	2	4.96	95.6	0.02321
	3	5.06	92.6	0.02332
20	1	5.05	102.9	0.02418	0.02375	1.68%
	2	5.00	103.2	0.02368
	3	4.94	93.1	0.02339
30	1	5.12	106.3	0.02481	0.02429	1.92%
	2	5.04	104.5	0.02415
	3	4.99	103.1	0.02391
40	1	5.17	107.7	0.02539	0.02486	1.86%
	2	5.08	105.4	0.02468
	3	5.06	105.7	0.02452
50	1	5.20	106.7	0.02590	0.02539	1.76%
	2	5.11	104.6	0.02518
	3	5.11	106.1	0.02508
60	1	5.23	105.3	0.02641	0.02596	1.55%
	2	5.16	105.4	0.02583
	3	5.15	106.6	0.02564
70	1	5.25	103.0	0.02686	0.02646	1.49%
	2	5.21	105.9	0.02645
	3	5.18	104.3	0.02607
80	1	5.34	106.7	0.02759	0.02718	1.63%
	2	5.28	108.5	0.02723
	3	5.24	106.1	0.02671
90	1	5.40	107.1	0.02822	0.02782	1.51%
	2	5.33	107.4	0.02786
	3	5.31	107.0	0.02738

# 结论 #

本案例在10 ~ 90 °C 平均温度、20 °C 温差及约 100 N 压力下，对多孔真空硅气凝胶隔热垫进行了测试。结果表明，其导热系数随温度升高逐渐增大，由 10 °C 时的 0.02344 W/(m·K)升至 90 °C时的 0.02782 W/(m·K)，增幅约 18.7%，且呈近似线性增长趋势。各温度点三次重复测试的相对标准偏差（RSD）在 1.34%～1.92% 之间，验证了 HFM 510A 在软质隔热材料测试中的良好重复性。

上述测试方法同样适用于发泡材料、真空隔热板、复合隔热垫等低导热材料的导热性能评价，可为新能源汽车热管理、建筑节能等领域的材料选型与热设计提供数据支撑。

# 仪器推荐 #

热流法导热仪 HFM 510A 基于稳态热流计法原理研制，测量范围覆盖 (0.002 ~ 2) W/(m·K)，适用于气凝胶、陶瓷纤维、挤塑聚苯乙烯等各类保温材料的导热系数测定。

该仪器具备自动升降热板、自动测厚、自动控温、自动升降炉门等功能，支持变温、变压及自动测厚三种测试模式，一次实验可设置多个测试点，自动完成测试与数据采集。欢迎联系我们（400-1100-589），了解更多技术亮点、参数规格及应用案例。