在瞬态平面源（TPS）方法中，聚酰亚胺（Kapton）或云母涂层充当关键的电屏障。它们在物理上将金属镍螺旋传感器与导电样品（如金属氢化物）隔离开来，确保测量电路保持完整，同时允许热能通过。
这些涂层的主要功能是提供电绝缘，防止传感器与导电材料发生短路。同时，它们提供了在高达300°C的反应性氢环境中测量热性能所需的高化学稳定性和耐温性。
传感器保护机制
电绝缘
TPS传感器依靠镍金属螺旋线圈同时作为热源和电阻温度计来工作。
由于线圈会通电，将其直接放置在导电样品上会导致立即发生电气短路。
聚酰亚胺和云母涂层提供了一个薄而有效的绝缘层，将有源传感器元件与导电金属氢化物样品隔开。
化学惰性
测试金属氢化物通常需要在反应性氢环境中处理这些材料。
这些涂层具有高化学稳定性，可防止传感器材料与样品或周围环境发生反应。
这种惰性确保收集到的数据反映了样品的真实热性能，而不是由化学腐蚀或传感器退化引起的伪影。
操作能力
热传输
尽管充当电屏障，涂层仍必须允许热量有效地从线圈流向样品。
所选材料能够准确地传输热脉冲，确保瞬态热响应被捕获而不会发生显著失真。
耐温性
涂层经过设计，能够在测试期间承受高温。
它们在高达200-300°C的环境中保持其结构和绝缘完整性，适用于中高温热分析。
理解局限性
温度上限
尽管聚酰亚胺和云母涂层很坚固，但它们有明确的热限制。
参考数据显示，在这些特定应用中的操作上限为200-300°C。
试图在远超此范围的温度下测量热性能可能会导致涂层失效或在氢环境中的化学分解。
为您的目标做出正确选择
在配置用于金属氢化物或导电材料的TPS实验时，传感器界面的完整性至关重要。
- 如果您的主要重点是分析导电材料：请确保您的传感器使用聚酰亚胺或云母涂层，以防止电气干扰导致镍线圈短路。
- 如果您的主要重点是在反应性氢气氛中进行测试：请依赖这些特定涂层在200-300°C范围内保持化学稳定性和传感器完整性。
通过利用这些绝缘层，您可以确保精确的热数据采集，而不会影响传感器的寿命。
摘要表：
| 特性 | 聚酰亚胺（Kapton）/云母涂层目的 |
|---|---|
| 主要功能 | 电绝缘，防止传感器短路 |
| 传感器兼容性 | 保护镍螺旋线圈免受导电样品的影响 |
| 温度范围 | 从室温到300°C均有效 |
| 化学稳定性 | 高耐受性，可抵抗反应性环境（例如氢气） |
| 热性能 | 高导热性，确保瞬态响应准确 |
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参考文献
- Gabriele Scarpati, Julian Jepsen. Comprehensive Overview of the Effective Thermal Conductivity for Hydride Materials: Experimental and Modeling Approaches. DOI: 10.3390/en18010194
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
