Въведение
Пластмасите, подсилени с фибри, са леки, но имат висока твърдост. Тези свойства ги правят полезни като конструктивни материали в автомобилната индустрия. За оптимизиране на технологичните процеси по време на производството, топлопроводимостта на тези материали е важно свойство, което трябва да се следи. Тя зависи не само от температурата, но и от ориентацията на армиращия материал.
С помощта на LFA 467 HyperFlash®, топлопроводимостта на анистропичните материали може лесно и бързо да се определи като функция на температурата в различни пространствени посоки.
Образци и експерименти
Изследвана е епоксидна смола, подсилена с въглеродни влакна, която е еднопосочно* и двупосочно** подсилена. Топлопроводимостта е анализирана както успоредно, така и перпендикулярно на посоката на влакната. Измерванията са проведени в стандартен държач за проби (квадрат 12,7 mm) между 120°C и 200°C на стъпки от 20 K. Специфичната топлина е определена с помощта на DSC 204 F1 Phoenix® .
* еднопосочно: всички влакна на армиращия материал са успоредни едно на друго
**двупосочно: влакната на армиращия материал са пресечени под ъгъл 0° и 90°
Резултати и обсъждане
На фигура 1 е показана топлопроводимостта на еднопосочно (черно) и двупосочно (червено) подсилени пластмасови образци. Еднопосочно армираната проба, измерена по посока на влакната (черни точки), показва най-висока топлопроводимост. Топлопроводимостта на двупосочно армирания образец, измерена също в посока на влакната, е малко по-ниска. Поради високата топлопроводимост на въглеродните влакна по посока на влакната (точките), топлопроводимостта успоредно на посоката на влакната е от 7 до 12 пъти по-висока от топлопроводимостта перпендикулярно на посоката на влакната (ромбове) и за двата образеца. Измерванията в перпендикулярна посока дават почти еднакви стойности на топлопроводимостта и за двата образеца, тъй като общата ориентация на влакната, перпендикулярна на посоката на измерване, почти не оказва влияние.
Заключение
Разработени са различни държачи за проби за специални измервателни задачи от LFA 467 Hyperflash, напр. измервания на течности, прахове, тънки метални фолиа и др. Сред тях е и специалният ламиантов държач за проби, използван за описаните тук изследвания. С помощта на този специално конструиран държач за образци може бързо и лесно да се определи анистропията в топлинната дифузия на материалите, регенерирани с въглеродни влакна, дължаща се на ориентацията на вградените влакна.