Alublock gleichmäßig erhitzen

Das ist eher die Aufgabe für ein richtiges (fertig ausgebildetes, 10+ 
Jahre Berufserfahrung) Ingenieurteam als für ein 
Meisterprojekt...versteh das jetzt bitte nicht falsch aber dir sind die 
Anforderungen nicht im Entferntesten klar...

0.1°K Genauigkeit auf einer Fläche - die sich im freien Raum befindet - 
erreicht man nicht mit konventionellen Methoden wie einer einfachen 
3-Punkt Regelung mittels Ventil und Öl - dort sind vlt 1..3° erreichbar. 
Die homogene Verteilung ist hier ein riesiges Problem.

Die Auflösung des Systems wird notwendigerweise noch um einiges höher 
sein müssen. Hier müssen dann all die "lustigen" Dinge wie Konvektion 
und Fluiddynamik betrachtet werden.

Davon ausgehend wäre es sinnvoller deine Anforderungen an das System um 
den Faktor 10...50 zu reduzieren. Dann sollte es machbar sein

Ich an deiner Stelle würde zunächst versuchen, die thermischen Massen 
klein zu halten, dann kannst du auch mit weniger Leistungstransport
a) schneller rauf und runter heizen,
b) mit weniger Materialeinsatz Kosten und Energie sparen
c) durch kleiner Energiemengen die Stabilität erhöhen
d) das Überschwingen reduzieren

Wie tun? Statt Alublock zunächst eine Kupferplatte mit Heizung creieren.
Das Kupfer sorgt für eine besser Verteilung der Temperatur auf der 
Platte.
Dann deinen Aufbau gut isolieren, damit möglichst wenig Energie 
transportiert werden muß. Deine Platte sollte im 30°-Winkel zu deinem 
"Prüfling" stehen, und die Einhausung sollte als Rohr gefertigt sein. 
Beides natürlich in matt schwarzer Ausführung.
P soll die Sensorfläche des Prüflings darstellen, I die schwarze Wandung

 PPPPPP
I      I
I      I
I      I
I      I
I      I
I      I
I      I
I     I
I    I
I   I
I  I
I I
II

Heizung und nen richtig guten Regler mit PT-Fühler erklärt sich von 
alleine denke ich.

Viele Spaß, Erfolg und Grüße

Ich würde einen Ansatz mit mehreren, elektrischen Heizelementen, 
verteilt auf die Fläche, favorisieren. Die Heizelemente sind preiswert 
zu beschaffen, zugehörige Sensoren ebenfalls. Mit der heute verfügbaren 
Elektronik sollte auch die Regelung kein Problem sein.
Um so ein Teil, mittels einer heißen Flüssigkeit aufzuheizen, bedarf es 
mehrerer, unabhängiger "Heizungsrohre" mit jeweils eigenem Ventil plus 
einer Ölpumpe mit "Einheitsheizung".