Validace s Inconelem 600
Úvod
Inconel 600 je osvědčená slitina niklu, chromu a železa, která se často používá jako referenční materiál pro stanovení tepelné vodivosti. Díky své tepelné stabilitě, oxidační odolnosti a mechanické pevnosti je ideální pro použití v kalibračních postupech. Z tohoto důvodu ji výzkumné ústavy již mnoho let používají jako standardní materiál. K jeho vhodnosti jako referenčního materiálu přispívá také jeho snadná dostupnost a homogenní složení.
Strážní měřič tepelného toku (GHFM) je nejznámější pro stanovení tepelné vodivosti polymerů, ale touto technikou lze studovat i kovy s nízkou vodivostí.
Podmínky měření
Tepelná vodivostTepelná vodivost (λ s jednotkou W/(m-K)) popisuje přenos energie - ve formě tepla - hmotným tělesem v důsledku teplotního gradientu (viz obr. 1). Podle druhého termodynamického zákona teplo vždy proudí ve směru nižší teploty.Tepelná vodivost byla měřena pomocí hlídaného měřiče tepelného toku (GHFM) TCT 716 Lambda. Při této stacionární metodě se vzorek definované tloušťky umístí mezi dvě desky, které se zahřívají na různé teploty. Tím se vytvoří tepelný tok přes vzorek. Tepelný tok je detekován a lze vypočítat tepelnou vodivost.
Pomocí přístroje TCT 716 Lambda, který umožňuje současné měření na dvou vzorcích, byly analyzovány dva vzorky Inconelu 600 o průměru 51 mm a tloušťce přibližně 31,8 mm. Před měřením byly vzorky natřeny silikonovým tukem, aby se zlepšil kontakt mezi vzorkem a deskami a minimalizoval mezifázový odpor. Měření probíhalo současně na obou vzorcích v teplotním rozmezí od pokojové teploty do 300 °C. Během zkoušky byl na vzorky vyvíjen tlak přibližně 175 kPa.
Pro vyhodnocení výsledků měření byla použita kalibrace křemenného skla.
Tabulka 1: Parametry měření
| Metoda | GHFM |
|---|---|
| Kalibrační materiál | Křemenné sklo |
| Vzorky | Inconel 600 |
| Průměr vzorku | 51 mm |
| Tloušťka vzorku | 31.8 mm |
| Atmosféra | Vzduch |
| Kontaktní tlak | 175 kPa |
| Teplotní program | RT až 300 °C v intervalech po 50 K |
Výsledky měření
Obrázek 1 ukazuje tepelnou vodivost v porovnání s literárními údaji [1]. Oba vzorky jsou v rámci rozšířené nejistoty měření přibližně 4,8 % očekávané pro Inconel 600 [2].
Závěr
Výsledky měření potvrzují, že chráněný měřič tepelného toku TCT 716 Lambda lze spolehlivě použít ke stanovení tepelné vodivosti, a to i u kovů s nízkou vodivostí. To podtrhuje přesnost a reprodukovatelnost metody měření, zejména v uvažovaném teplotním rozsahu. Získané údaje vykazují dobrou shodu s literárními hodnotami, což dále potvrzuje vhodnost této metody pro termofyzikální analýzu.