Introduktion
Fiberforstærket plast er let, men har alligevel en høj stivhed. Disse egenskaber gør dem nyttige som konstruktionsmaterialer i bilindustrien. For at optimere procestiderne under produktionen er disse materialers Termisk ledningsevneVarmeledningsevne (λ med enheden W/(m-K)) beskriver transporten af energi - i form af varme - gennem et masselegeme som følge af en temperaturgradient (se fig. 1). Ifølge termodynamikkens anden lov strømmer varmen altid i retning af den laveste temperatur.varmeledningsevne en vigtig egenskab at overvåge. Den afhænger ikke kun af temperaturen, men også af armeringsmaterialets orientering.
Ved hjælp af LFA 467 HyperFlash® kan varmeledningsevnen for anistropiske materialer nemt og hurtigt bestemmes som en funktion af temperaturen i forskellige rumlige retninger.
Prøver og forsøg
En kulfiberforstærket epoxyharpiks blev undersøgt, som var ensrettet* og tovejs** forstærket. Varmeledningsevnen blev analyseret både parallelt med og vinkelret på fiberretningen. Målingerne blev udført i en standardprøveholder (12,7 mm firkantet) mellem 120 °C og 200 °C i trin på 20 K. Den specifikke varme blev bestemt ved hjælp af DSC 204 F1 Phoenix® .
* ensrettet: alle fibre i forstærkningsmaterialet er parallelle med hinanden
** dobbeltrettet: fibrene i forstærkningsmaterialet er krydset i vinkler på 0° og 90°
Resultater og diskussion
Figur 1 viser varmeledningsevnen for de ensrettet (sort) og torettet (rød) forstærkede plastprøver. Den ensidigt forstærkede prøve, målt i fiberretningen (sorte prikker), havde den højeste Termisk ledningsevneVarmeledningsevne (λ med enheden W/(m-K)) beskriver transporten af energi - i form af varme - gennem et masselegeme som følge af en temperaturgradient (se fig. 1). Ifølge termodynamikkens anden lov strømmer varmen altid i retning af den laveste temperatur.varmeledningsevne. Varmeledningsevnen for den tovejsforstærkede prøve, der også blev målt i fiberretningen, var en smule lavere. På grund af kulstoffibernes høje Termisk ledningsevneVarmeledningsevne (λ med enheden W/(m-K)) beskriver transporten af energi - i form af varme - gennem et masselegeme som følge af en temperaturgradient (se fig. 1). Ifølge termodynamikkens anden lov strømmer varmen altid i retning af den laveste temperatur.varmeledningsevne i fiberretningen (prikker) var varmeledningsevnen parallelt med fiberretningen 7 til 12 gange højere end varmeledningsevnen vinkelret på fiberretningen (diamanter) for begge prøver. Målinger i den vinkelrette retning gav næsten de samme varmeledningsevneværdier for begge prøver, da den overordnede orientering af fibrene vinkelret på måleretningen næsten ikke har nogen indflydelse.
Konklusion
LFA 467 Hyperflash har udviklet en række forskellige prøveholdere til særlige måleopgaver, f.eks. målinger på væsker, pulvere, tynde metalfolier osv. Blandt disse er en særlig lamantprøveholder, der anvendes til de undersøgelser, der er beskrevet her. Ved hjælp af denne specialdesignede prøveholder kunne anistropien i den termiske diffusivitet af de kulfibergenoprettede materialer på grund af orienteringen af de indlejrede fibre bestemmes hurtigt og nemt.