稳态法是指在待测试样内建立不随时间变化的温度场，使其达到热量一维传导的状态，测量温度梯度和试样单位面积上的热流量，就可以确定材料的导热系数，其测试的原理公式如下

式中：λ为导热系数，W·m-1·K-1；Q为热流密度，W·m-2；ΔT为待测试样温度梯度两端的温差，K；L为待测试样温度梯度两端的距离，m；B为仪器常数，与所用测试装置及试样类型有关。

稳态法立足于傅里叶定律，具有计算简单、直观易行的特点，是导热系数测试的常用方法。但由于稳态法中构建稳定温度梯度较为困难，所以稳态法的测试周期一般比较长。常用的稳态测试法有防护热板法、热流计法、水流量平板法、圆管法等。

防护热板法(Guarded Hot Plate Method，GHP)的测试机理如图1所示。两块相同的待测试样交替地夹在冷、热板之间，热量由中心计量面板与内防护面板垂直通过试样传递到冷却面板上，而外防护面板的温度为冷、热板的平均温度，以降低试样的边缘热交换，进而保证试样上能形成一维垂直热流。此外，若将其中的一块试样换作辅助加热模块，就可构建单试样结构的测试装置。

图1 防护热板法测试导热系数原理示意图（双试样结构）

当试样中形成稳定温度梯度后，测量各模块的温度和热功率，就可以计算得到试样的导热系数，其计算公式如下

式中：λ为试样导热系数，W·m-1·K-1；Q为计量面板的加热功率，W；L为待测试样的厚度，m；A为量热面积，m2；Th为试样热面温度，K；Tc为试样冷面温度，K。

防护热板法是绝热材料导热系数测试的经典方法，表1给出了目前国内外典型防护热板法导热系数测试装置的基本参数。

表1 国内外典型防护热板法导热系数测试装置基本参数

由表1可知，国内装置的测试温度主要停留在常中温区域，且准确度相对较差，而国外装置测试温域更宽，准确度更好。

从总体上来说，防护热板法一般适用于导热系数在3W·m-1·K-1以下材料的测试，是低导热材料测试的经典方法，而不适于导热系数较大的情况，这是因为当材料导热系数较大时，通过材料的热流大，构建稳定的温度梯度较为困难。另外，防护热板法装置可以用于低温测试，但高温测试温度一般不超过800℃，这是因为防护热板法高温区测试的准确度较差。

有文献显示，不同防护热板法测试装置在-20~80℃的测试结果差异约为2％~3％，而高温区差异可以达到10％以上。因此，防护热板法适于绝热材料导热系数的测试，测试温度较低，测试周期较长。防护热板法对于绝热材料的测试准确度和重复性最好，一般以其为仲裁方法，并可用该方法来开发绝热材料导热系数参比板。

防护热板法在高温区测试时，存在测试数据分散性大、重复性差的情况。而许多保温绝热材料的的工作温度往往比较高，高温导热系数是其重要的热物理性能。因此，需要分析高温测试条件对防护热板法的影响，并用以提高其测试准确度。为消除防护热板法高温状态带来的影响，就需要使用导热系数参比板来统一测试结果，实现高温条件下导热系数的量值溯源。表2给出了目前国内外几种导热系数参比板的基本参数。

表2 国内外典型导热系数参比板的基本参数

由表2可知，目前可用的导热系数参比板的使用温度均在200℃以下，无法满足防护热板法的高温测试要求，高温状态对导热系数测试准确度的影响依然存在，需要研究耐高温的导热系数参比板来提高其在高温条件下的测试准确度。

热流计法(Heat Flow Method，HFM)是在试样与冷板之间插入热流传感器，来测量通过试样的热流。另外，热流计法是一种相对的测试方法，通过测试试样与标准样品热阻比值而确定导热系数。标准样品的热阻依据ISO 8302：1991Themal Insulation—Determination of Steady-State Thermal Resistance and Related Properties—Guarded Hot Plate Apparatus进行标定。表3给出了典型的几种热流计法导热系数测试装置的基本参数。

表3 国内外典型热流计法导热系数测试装置基本参数

由表3可知，与国外建立的测试装置相比，国内装置在测试范围、温度、准确度及周期上均存在较大差距。另外，与防护热板法相比，热流计法的导热系数测试范围更大，在测试温度上，热流计法的测试温域更窄，在测试准确性上也不及防护热板法的，但其测试周期较防护热板法的短，测试效率较高，因而也是材料导热系数测试的常用方法。

水流量平板法(Water Flow Plate Method，WFP)是通过测量流过中心量热器水流吸收的热量来进行导热系数的计算，其基本原理如图2所示。

图2 水流量平板法测试导热系数原理示意图

在支承块保证试样平行后，加热模块提供的热量通过均热板均匀地加到试样的上表面，热量通过试样向下一维传导，经过垫块和玻璃纤维布后被量热器中的水流带走。测量试样冷、热两面的温度以及水流带走的热量，就可计算试样的导热系数。稳态情况下，水流量带走的热量与试样导热系数、试样温差、量热面积成正比，与试样厚度成反比，其导热系数的计算公式如下

λ ＝ QL/（AΔT） （3）

式中：λ为试样导热系数，W·m-1·K-1；Q为单位时间内水流吸收的热量，W；L为试样厚度，m；A为量热面积，m2；ΔT为冷、热面温差，K。

水流量平板法的测试范围与防护热板法的基本一致，适于对导热系数为0.03~2W·m-1·K-1的耐火材料进行测试；在测试温度范围上，较防护热板法的要高，为200~1300℃；其测试准确度整体上不如防护热板法的。此外，水流量平板法还可以通过固定环来测试不定形耐火材料散料的导热系数。