مقدمة
يقدم جهاز المسعر متعدد الوحدات (MMC) 274 Nexus® من NETZSCH (الشكل 1) ثلاث وحدات قياس مختلفة. يمكن استخدام وحدة ARC® Module في ما يسمى باختبارات البحث عن الحرارة والانتظار (البحث عن الحرارة-انتظار-الحرارة (HWS)البحث عن الحرارة - الانتظار - البحث هو وضع قياس يُستخدم في أجهزة المسعر الحراري وفقًا لقياس المسعر الحراري بالمعدل المتسارع (ARC).HWS) أو اختبارات الهرب الحراري [1] [2]؛ ووحدة المسح مناسبة لتطبيقات مثل تقييم التحولات الطورية الماصة للحرارة أو الطاردة للحرارة وكذلك فحص المخاطر الحرارية [3] [4]؛ ووحدة خلية العملة مخصصة لفحص البطاريات [5]. يمكن توصيل وحدة تدوير البطارية الخارجية بسهولة بوحدة Coin Cell Module عبر موصل LEMO. يمكن نقل إشارات الجهد والتيار إلى برنامج التقييم Proteus®؛ ويتم تحديد إشارة الطاقة الناتجة وقياسها تلقائيًا للشحن والتفريغ بشكل مستقل. من خلال الكشف عن فقدان الحرارة أثناء الشحن والتفريغ، من الممكن تقييم كفاءة تدوير البطارية. ولتحقيق هذه الغاية، يوفر حامل العينة المزدوجة إعدادًا تفاضليًا شبيهًا بـ DSC (الأشكال 2 أ، ب، ج).
نظرًا لأن معظم دراسات الشحن والتفريغ غير المتساوي الحرارة غير المدمرة للبطاريات يتم إجراؤها ضمن نطاق درجة حرارة صغير جدًا بالقرب من درجة الحرارة المحيطة، فمن الضروري معايرة المسعر وفقًا لذلك. لمعايرة درجة الحرارة والحساسية، تُستخدم المعادن عادةً كمواد مرجعية.
معايرة درجة الحرارة والحساسية
يمكن استخدام العملات الفارغة (الشكل 3) بطريقة مماثلة لبوتقات DSC من أجل تحضير العينات أو المواد المرجعية. تسمح وحدة خلية عملة MMC Coin Cell Module بالمسح بمعدلات تسخين معتدلة، مما يقلل من التحول الديناميكي ويحسن إمكانية المقارنة بالقياسات متساوية الحرارة مثل تلك الخاصة بتدوير البطارية. يتم تلخيص مواد المعايرة النموذجية إلى جانب كتل العينات المقابلة في الجدول 1. وترد في الشكل 4 مجموعة المعايرة التي تم إنشاؤها بهذه الطريقة لوحدة خلية عملة MMC Coin Cell Module.
الغاليوم هو مادة معايرة معتمدة وراسخة لدرجة الحرارة والحرارة الحرارية، موصى بها من قبل العديد من المؤسسات [6]. ومع ذلك، نادرًا ما يتم استخدامه لأنه يتفاعل مع الألومنيوم، وهو مادة البوتقة الأكثر استخدامًا في DSC. ومع ذلك، فإن درجة حرارة انصهاره أعلى بقليل من درجة الحرارة المحيطة. وبما أن العملات المعدنية مصنوعة من الفولاذ ومعدلات التسخين المطبقة منخفضة نسبيًا، فإن العيوب المذكورة أعلاه ليست ذات صلة فيما يتعلق بوحدة خلية عملة MMC.
الجدول 1: المواد والكتل الخاصة بمجموعة أدوات المعايرة لوحدة خلية العملة MMC
| مادة المعايرة | كتلة العينة [مجم] | درجة حرارة الذوبان [درجة مئوية] | إنثالبي الذوبان [J/g] |
| الغاليوم | 473.9 | 29.76 | 80.2 |
| إنديوم | 334.0 | 156.6 | 28.6 |
| صفيح | 324.0 | 231.9 | 60.5 |
| البزموت | 306.0 | 271.3 | 53.8 |
يوضح الشكل 5 نتائج سلوك الذوبان للمواد المرجعية المذكورة أعلاه. ويوضح الشكل 6 متعددات الحدود المحسوبة لدرجة الحرارة والحساسية. للتحقق مرة أخرى من متعددات حدود المعايرة لكل من درجة الحرارة والحساسية، تم استخدام النفثالين (C10H8).
وبما أن النتائج التي تم الحصول عليها بالنسبة للنفثالين كانت متوافقة بشكل جيد مع متعددات الحدود للمعايرة التي تم تحديدها باستخدام العينات المعدنية، فإن ذلك يؤكد بشكل جيد صحة المعايرة (الشكل 7).
الخاتمة
توضح هذه النتائج بشكل جيد قدرة وحدة MMC Coin Cell Module فيما يتعلق بدرجة الحرارة والمعايرة الحرارية. يعد استخدام الغاليوم كمادة معايرة مهمًا جدًا نظرًا لأن المعايرة المناسبة بالقرب من درجة الحرارة المحيطة ضرورية لتطبيقات البطاريات. عادةً ما يتم إجراء التدوير المتساوي الحرارة للبطاريات بالقرب من درجة الحرارة المحيطة أو أعلى قليلاً. ستكون مواد المعايرة الأكثر شيوعًا مثل الإنديوم، على سبيل المثال، مع درجة حرارة انصهار تبلغ 156.6 درجة مئوية، بعيدة جدًا عن النطاق المطلوب للتطبيق.