مقدمة
تتميز المواد البلاستيكية المقواة بالألياف بخفة وزنها وصلابتها العالية. وهذه الخصائص تجعلها مفيدة كمواد بناء في صناعة السيارات. ولتحسين أوقات المعالجة أثناء الإنتاج، تُعد الموصلية الحرارية لهذه المواد خاصية مهمة يجب مراقبتها. وهي لا تعتمد فقط على درجة الحرارة ولكن على اتجاه مادة التسليح أيضًا.
باستخدام جهاز LFA 467 HyperFlash® LFA 467، يمكن بسهولة وسرعة تحديد الموصلية الحرارية للمواد المتباينة الخواص كدالة لدرجة الحرارة في اتجاهات مكانية مختلفة.
العينات والتجارب
تم فحص راتنجات الإيبوكسي المعززة بألياف الكربون التي تم تعزيزها بشكل أحادي الاتجاه* وثنائي الاتجاه**. تم تحليل الموصلية الحرارية بشكل موازٍ وعمودي على اتجاه الألياف. أُجريت القياسات في حامل عينة قياسي (12.7 مم مربع) بين 120 درجة مئوية و200 درجة مئوية في خطوات 20 كلفن.
* أحادية الاتجاه: جميع ألياف مادة التسليح موازية لبعضها البعض
** أحادية الاتجاه: ألياف مادة التسليح متقاطعة بزاوية 0 درجة و90 درجة
النتائج والمناقشة
يظهر في الشكل 1 الموصلية الحرارية للعينات البلاستيكية المقواة أحادية الاتجاه (باللون الأسود) وثنائية الاتجاه (باللون الأحمر). أظهرت العينة المقواة أحادية الاتجاه، التي تم قياسها في اتجاه الألياف (النقاط السوداء) أعلى توصيل حراري. كانت الموصلية الحرارية للعينة المقواة ثنائية الاتجاه، التي تم قياسها أيضًا في اتجاه الألياف، أقل قليلًا. نظرًا لارتفاع الموصلية الحرارية لألياف الكربون في اتجاه الألياف (النقاط)، كانت الموصلية الحرارية الموازية لاتجاه الألياف أعلى بمقدار 7 إلى 12 مرة من الموصلية الحرارية المتعامدة على اتجاه الألياف (الماس) لكلا العينتين. أسفرت القياسات في الاتجاه المتعامد عن نفس قيم التوصيل الحراري تقريبًا لكلا العينتين، نظرًا لأن الاتجاه العام للألياف المتعامدة على اتجاه القياس ليس له أي تأثير تقريبًا.
الخاتمة
تم تطوير مجموعة متنوعة من حوامل العينات لمهام القياس الخاصة بواسطة LFA 467 Hyperflash، على سبيل المثال، القياسات على السوائل والمساحيق والرقائق المعدنية الرقيقة، إلخ. ومن بين هذه الحوامل حامل عينة لاميانتي الخاص المستخدم في التحقيقات الموصوفة هنا. وباستخدام حامل العينة المصمم خصيصًا، يمكن تحديد التباين في الانتشار الحراري للمواد المعاد تدويرها بألياف الكربون بسبب اتجاه الألياف المدمجة بسرعة وسهولة.