Επικύρωση με Inconel 600
Εισαγωγή
Το Inconel 600 είναι ένα δοκιμασμένο κράμα νικελίου-χρωμίου-σιδήρου που χρησιμοποιείται συχνά ως υλικό αναφοράς για τον προσδιορισμό της θερμικής αγωγιμότητας. Η θερμική του σταθερότητα, η αντοχή του στην οξείδωση και η μηχανική του αντοχή το καθιστούν ιδανικό για χρήση σε διαδικασίες βαθμονόμησης. Για το λόγο αυτό, χρησιμοποιείται ως πρότυπο υλικό από ερευνητικά ινστιτούτα εδώ και πολλά χρόνια. Η εύκολη διαθεσιμότητά του και η ομοιογενής σύνθεσή του συμβάλλουν επίσης στην καταλληλότητά του ως υλικού αναφοράς.
Το Guarded Heat Flow Meter (GHFM) είναι περισσότερο γνωστό για τον προσδιορισμό της θερμικής αγωγιμότητας των πολυμερών, αλλά και τα μέταλλα χαμηλής αγωγιμότητας μπορούν επίσης να μελετηθούν με τη χρήση αυτής της τεχνικής.
Συνθήκες μέτρησης
Η μέτρηση της θερμικής αγωγιμότητας έγινε με τη χρήση του μετρητή ροής θερμότητας TCT 716 Lambda (GHFM). Σε αυτή τη σταθερή μέθοδο, ένα δείγμα καθορισμένου πάχους τοποθετείται μεταξύ δύο πλακών που θερμαίνονται σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Με τον τρόπο αυτό δημιουργείται ροή θερμότητας μέσω του δείγματος. Η ροή θερμότητας ανιχνεύεται και μπορεί να υπολογιστεί η θερμική αγωγιμότητα.
Χρησιμοποιώντας το TCT 716 Lambda, το οποίο επιτρέπει την ταυτόχρονη μέτρηση σε δύο δείγματα, αναλύθηκαν δύο δείγματα Inconel 600 με διάμετρο 51 mm και πάχος περίπου 31,8 mm. Πριν από τη μέτρηση, τα δείγματα επικαλύφθηκαν με γράσο σιλικόνης για τη βελτίωση της επαφής μεταξύ του δείγματος και των πλακών και την ελαχιστοποίηση της διεπιφανειακής αντίστασης. Η μέτρηση πραγματοποιήθηκε ταυτόχρονα και στα δύο δείγματα σε εύρος θερμοκρασιών μεταξύ θερμοκρασίας δωματίου και 300 °C. Κατά τη διάρκεια της δοκιμής εφαρμόστηκε στα δείγματα πίεση περίπου 175 kPa.
Για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων των μετρήσεων χρησιμοποιήθηκε η βαθμονόμηση με γυαλί χαλαζία.
Πίνακας 1: Παράμετροι μέτρησης
| Μέθοδος | GHFM |
|---|---|
| Υλικό βαθμονόμησης | Γυαλί χαλαζία |
| Δείγματα | Inconel 600 |
| Διάμετρος δείγματος | 51 mm |
| Πάχος δείγματος | 31.8 mm |
| Ατμόσφαιρα | Αέρας |
| Πίεση επαφής | 175 kPa |
| Πρόγραμμα θερμοκρασίας | RT έως 300°C σε διαστήματα των 50 K |
Αποτελέσματα μέτρησης
Στο Σχήμα 1 παρουσιάζεται η θερμική αγωγιμότητα σε σύγκριση με τα βιβλιογραφικά δεδομένα [1]. Και τα δύο δείγματα βρίσκονται εντός της διευρυμένης αβεβαιότητας μέτρησης περίπου 4,8% που αναμένεται για το Inconel 600 [2].
Συμπέρασμα
Τα αποτελέσματα των μετρήσεων επιβεβαιώνουν ότι ο μετρητής ροής θερμότητας TCT 716 Lambda Guarded Heat Flow Meter μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον αξιόπιστο προσδιορισμό της θερμικής αγωγιμότητας, ακόμη και σε μέταλλα χαμηλής αγωγιμότητας. Αυτό υπογραμμίζει την ακρίβεια και την αναπαραγωγιμότητα της μεθόδου μέτρησης, ιδίως στην εξεταζόμενη περιοχή θερμοκρασιών. Τα δεδομένα που λαμβάνονται παρουσιάζουν καλή συμφωνία με τις βιβλιογραφικές τιμές, επιβεβαιώνοντας περαιτέρω την καταλληλότητα της μεθόδου αυτής για θερμοφυσική ανάλυση.