Introduktion
Et materiales specifikke varmekapacitet er den mængde varme, der er nødvendig for at hæve temperaturen på materialets masseenhed med 1 K ved en konstant temperatur [1]. Til bestemmelse af et materiales varmekapacitet i overensstemmelse med DIN ISO 11357-4 ved DSC kræves tre målinger: en blindkørsel med to tomme digler; en kalibreringsmåling med f.eks. en safirskive; og prøvemåling. Nøjagtige resultater for Specifik varmekapacitet (cp)Varmekapacitet er en materialespecifik fysisk størrelse, der bestemmes af den mængde varme, der tilføres prøven, divideret med den resulterende temperaturstigning. Den specifikke varmekapacitet er relateret til en masseenhed af prøven.specifik varmekapacitet opnås kun, hvis alle tre kørsler udføres under nøjagtig de samme betingelser. Det er kun muligt, hvis de kurver, som DSC-enheden leverer, er kendetegnet ved høj reproducerbarhed.
Målebetingelser
Den specifikke varmekapacitet for to forskellige safirskiver blev bestemt mellem -177,5 °C og 737 °C, dvs. over et temperaturområde på næsten 915 °C. Begge safirprøver blev målt under de samme betingelser. Den specifikke varmekapacitet for hver safir blev bestemt ved at bruge den anden som standard. Et så bredt temperaturområde i lavtemperaturapplikationen kan kun opnås med DSC 300 Caliris®, der er udstyret med det såkaldte H-modul. Tabel 1 viser betingelserne for målingerne.
Tabel 1: Målebetingelser
| Prøve | Safir 1 | Sapphire 2 |
|---|---|---|
| Enhed | DSC 300 Caliris® med H-modul | |
| Masse af prøve | 63.81 mg | 84.53 mg |
| Digel | Platin med foring | |
| Temperaturområde | -180°C til 750°C, 20 K/min | |
| Atmosfære | Argon, 100 ml/min | |
Tabel 2: Sammenligning af måleresultaterne med litteraturen [2]
Temperatur [°C] | Forskel mellem litteratur og målte værdier [%] | |
|---|---|---|
| Prøve 1 | Prøve 2 | |
| 737 | 1.31 | -1.31 |
| 700 | 1.07 | -0.99 |
| 600 | 0.33 | -0.33 |
| 500 | -0.34 | 0.26 |
| 400 | -0.88 | 0.79 |
| 300 | -0.73 | 0.73 |
| 200 | -0.69 | 0.49 |
| 100 | -0.44 | 0.22 |
| 0 | -0.98 | 0.56 |
| -100 | -0.99 | 0.25 |
| -177.5 | -1.75 | -0.88 |
Testresultater
Figur 1 viser de specifikke varmekurver for begge safirprøver (prøve 1, grøn; prøve 2, blå) sammenlignet med kurven fra litteraturen (sort) [2]. Det viser ikke kun, at målingernes repeterbarhed er meget god, men også deres nøjagtighed. For temperaturområdet fra -177,5 °C til 737 °C er de specifikke varmeværdier, der er bestemt ved hjælp af
DSC 300 Caliris® er i meget god overensstemmelse med litteraturdata (maksimal fejl: 1,75 %; se tabel 2). Dette fremragende resultat kunne kun opnås takket være den gode reproducerbarhed af DSC-målingerne.