Introducción
Las propiedades termofísicas, como la Difusividad térmicaLa difusividad térmica (a con la unidad mm2/s) es una propiedad específica de los materiales para caracterizar la conducción de calor inestable. Este valor describe la rapidez con la que un material reacciona a un cambio de temperatura.difusividad térmica, el calor específico y la Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica, son parámetros cruciales para optimizar la producción y aplicación de cerámicas gruesas. Durante décadas, estas propiedades se han determinado a partir de métodos estacionarios (por ejemplo, la técnica de la placa caliente protegida) o de técnicas transitorias normalizadas, como el método del hilo caliente según la norma ISO 8894 (véase TCT 426 en la figura 1). Sin embargo, estos métodos están limitados a tamaños de muestra de large y conductividades térmicas bajas. Además, estos métodos requieren mucho tiempo.
Los métodos flash son técnicas de medición sin contacto y pueden utilizarse sin problemas con materiales de alta Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica. Además, los métodos flash son métodos absolutos para determinar la Difusividad térmicaLa difusividad térmica (a con la unidad mm2/s) es una propiedad específica de los materiales para caracterizar la conducción de calor inestable. Este valor describe la rapidez con la que un material reacciona a un cambio de temperatura.difusividad térmica. Los instrumentos modernos (véase LFA 427 en la figura 2) suelen permitir también la medición simultánea del calor específico de un material, de modo que la Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica puede determinarse sin mediciones adicionales. Dado que los métodos flash se limitan a muestras homogéneas con dimensiones small, estos métodos no se han utilizado para analizar cerámicas gruesas no homogéneas. Sin embargo, gracias a los sistemas de alta sensibilidad más avanzados, ahora es posible analizar muestras de mayor tamaño [1]. Además, los rápidos tiempos de ensayo de los métodos flash permiten realizar mediciones de varias muestras tomadas del ladrillo sin mayores esfuerzos. En el trabajo que aquí se describe, se comparan los resultados de las mediciones de flash láser y de hilo caliente en un ladrillo que contiene carburo de silicio y en un ladrillo de magnesia-espinela. Las mediciones se realizaron en varias muestras small del mismo material para comprobar la homogeneidad del material y la reproducibilidad de los métodos.
Resultados de las pruebas
La figura 3 representa los resultados de las mediciones de Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica en un ladrillo de magnesia-espinela (figura 4) utilizando el LFA 427 y el TCT 426. La línea discontinua representa los valores medios (barra de error ±10%) de los datos combinados de los dos métodos diferentes. Se puede ver claramente que la mayoría de los valores de las mediciones independientes del LFA y la TCT están dentro del rango de ±10% de la media. Esto ilustra la gran precisión de ambos sistemas.
Además, la desviación entre las distintas muestras muestra el posible rango de la Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica debido a la falta de homogeneidad del ladrillo de magnesia-espinela. En la figura 5 se muestra una comparación similar de las mediciones de LFA y TCT en ladrillos que contienen carburo de silicio (figura 6). Una vez más, los valores de las mediciones independientes están todos dentro de ±10% de los datos promediados de los dos métodos combinados.
Conclusión
La buena concordancia entre los resultados obtenidos por los dos métodos diferentes, flash láser e hilo caliente, muestra claramente que ambos métodos son muy adecuados para analizar refractarios con una gran precisión. Sin embargo, el modelo LFA 427 de NETZSCH ofrece varias ventajas. Los resultados de los ensayos pueden obtenerse rápidamente y con una gran precisión. La velocidad de medición compensa las dimensiones de la muestra de small, ya que se pueden analizar más muestras con un mayor rendimiento de la muestra. Las mediciones TCT requieren mucho más tiempo debido a las enormes dimensiones de la muestra y al largo tiempo de estabilización. Sin embargo, el método de hilo caliente según la norma ISO 8894 es muy demandado para los materiales refractarios.