Εισαγωγή
Η θερμική αγωγιμότητα μπορεί να προσδιοριστεί με διάφορες μεθόδους. Μια καθιερωμένη και αναγνωρισμένη μέθοδος είναι η LFA (Laser Flash Analysis). Αυτή προσδιορίζει κυρίως τη θερμική διαχυτότητα, α- στη συνέχεια, μαζί με τα δεδομένα για την πυκνότητα, ρ, και την ειδική θερμοχωρητικότητα, Ειδική θερμοχωρητικότητα (cp)Η θερμοχωρητικότητα είναι ένα φυσικό μέγεθος ειδικό για κάθε υλικό, το οποίο καθορίζεται από την ποσότητα θερμότητας που παρέχεται στο δείγμα, διαιρούμενη με την προκύπτουσα αύξηση της θερμοκρασίας. Η ειδική θερμοχωρητικότητα σχετίζεται με τη μονάδα μάζας του δείγματος.cp, είναι δυνατός ο υπολογισμός της θερμικής αγωγιμότητας, λ, χρησιμοποιώντας τον τύπο 1.
Επομένως, απαιτούνται συνολικά τρεις μετρήσεις διαφορετικών ιδιοτήτων για τον προσδιορισμό της θερμικής αγωγιμότητας με τη χρήση LFA. Με το TCT 716 Lambda, ωστόσο, το οποίο λειτουργεί σύμφωνα με τη μέθοδο GHFM (Guarded Heat Flow Meter), η θερμική αγωγιμότητα μπορεί να μετρηθεί απευθείας. Αυτό μειώνει την προσπάθεια μέτρησης και διευκολύνει τον χρήστη να παράγει την απαιτούμενη μετρούμενη τιμή.
PEEK (Πολυαιθέρας αιθέρας κετόνη)
Το PEEK (πολυαιθερική αιθεροκετόνη) είναι ένα πολυμερές υψηλής τήξης και ένα θερμοπλαστικό υψηλής απόδοσης. Λόγω της εξαιρετικής αντοχής του, το PEEK χρησιμοποιείται συχνά όπου πρέπει να αντέξει υψηλά φορτία υπό δυσμενείς θερμικές ή/και χημικές συνθήκες. Παραδείγματα εφαρμογών μπορούν να βρεθούν στην αεροδιαστημική, την ιατρική τεχνολογία και τη χημική βιομηχανία.
Συνθήκες μέτρησης
Οι ακόλουθες μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν σε PEEK. Όλα τα δείγματα παρασκευάστηκαν από μια μεγαλύτερη ράβδο.
- Προσδιορισμός της θερμικής αγωγιμότητας μέσω του TCT 716 Lambda σε δύο δείγματα με διάμετρο 51 mm και πάχος 3 mm.
- Προσδιορισμός της θερμικής διαχυτότητας με τη βοήθεια του LFA 467 HyperFlash® σε δύο δείγματα με διάμετρο 12,7 mm και πάχος 2 mm.
- Προσδιορισμός της πυκνότητας σε θερμοκρασία δωματίου με τη μέθοδο της άντωσης σε δείγματα LFA.
- Προσδιορισμός της ειδικής θερμοχωρητικότητας με τη μέθοδο DSC 204 F1 Phoenix® σε δύο δείγματα διαμέτρου 4 mm και πάχους 1 mm.
Αποτελέσματα μέτρησης
Στο Σχήμα 1 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα για τη θερμική αγωγιμότητα του PEEK που μετρήθηκε με TCT ως συνάρτηση της θερμοκρασίας. Οι μπλε και οι πράσινες κουκκίδες ή τα διαμάντια δείχνουν τα αποτελέσματα για δύο δείγματα PEEK σε δύο διαφορετικά όργανα TCT από 25°C έως μέγιστο 250°C. Η θερμική αγωγιμότητα τείνει να αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Οι μετρήσεις TCT παρουσιάζουν καλή αναπαραγωγιμότητα με μέγιστο ± 2%. Τα όργανα TCT βαθμονομήθηκαν για τις μετρήσεις με τηγμένο διοξείδιο του πυριτίου.
Το Σχήμα 2 συνοψίζει τα αποτελέσματα των μετρήσεων TCT και LFA. Οι πορτοκαλί και κίτρινοι σταυροί αντιπροσωπεύουν τα αποτελέσματα που προέκυψαν με τη χρήση LFA. Για το σκοπό αυτό, η ειδική θερμοχωρητικότητα προσδιορίστηκε μέσω DSC και η πυκνότητα προσδιορίστηκε σε θερμοκρασία δωματίου. Οι κόκκινες τελείες με τις μπάρες σφάλματος αντιπροσωπεύουν τη μέση τιμή όλων των μετρήσεων. Τα αποτελέσματα για όλες τις δοκιμές κυμαίνονται εντός του ορίου ± 5 %.
Περίληψη
Με το TCT 716 Lambda, ο προσδιορισμός της θερμικής αγωγιμότητας είναι εύκολος και η μετρούμενη τιμή μπορεί να προσδιοριστεί άμεσα. Η σύγκριση με άλλες καθιερωμένες μεθόδους, όπως η LFA, δείχνει τόσο καλή συμφωνία όσο και αναπαραγωγιμότητα των αποτελεσμάτων των μετρήσεων.