Johdanto
Erittäin läpinäkyvien materiaalien, kuten lasien, lämmönjohtavuuden määrittäminen on haastavaa joillekin mittausmenetelmille. Laser Flash Analysis (LFA) on yksi yleisimmin käytetyistä menetelmistä lämpödiffuusiokyvyn ja lämmönjohtavuuden määrittämiseksi. LFA-mittauksen suorittamiseksi materiaalin on oltava läpinäkymätön tai se on tehtävä läpinäkymättömäksi. Tämä voi edellyttää erityisiä pinnoitustekniikoita erittäin läpinäkyviä näytteitä varten.
GHFM-mittausmenetelmä (ASTM E 1530), jossa käytetään TCT 716 Lambda -laitetta, mahdollistaa tällaisten näytteiden mittaamisen ilman erityistä esikäsittelyä. TCT 716 Lambda -mittarilla voidaan mitata kiinteitä ja jäykkiä näytteitä, joiden LämmönjohtavuusLämmönjohtavuus (λ, yksikkö W/(m-K)) kuvaa lämmön muodossa olevan energian kulkeutumista massakappaleen läpi lämpötilagradientin vaikutuksesta (ks. kuva 1). Termodynamiikan toisen lain mukaan lämpö virtaa aina alemman lämpötilan suuntaan.lämmönjohtavuus on alhainen ja medium -10-300 °C:n välillä.
Alhainen LämmönjohtavuusLämmönjohtavuus (λ, yksikkö W/(m-K)) kuvaa lämmön muodossa olevan energian kulkeutumista massakappaleen läpi lämpötilagradientin vaikutuksesta (ks. kuva 1). Termodynamiikan toisen lain mukaan lämpö virtaa aina alemman lämpötilan suuntaan.lämmönjohtavuus ja kyky kestää äärimmäisiä lämpötilavaihteluita tekevät borosilikaattilasista, joka tunnetaan myös tuotenimellä Pyrex®, välttämättömän materiaalin monilla aloilla, joilla vaaditaan korkeaa lämpötehoa. Esimerkkejä ovat laboratoriolaitteet, kuten pullot tai koeputket, sterilointiastiat lääketieteellisessä tekniikassa tai keittiötarvikkeet, kuten leivonta-astiat ja mittakupit.
Mittausolosuhteet
Kaksi eri valmistajien (Aachner Quarzglas Technologie Heinrich GmbH & Co. KG ja Corning Inc.) borosilikaattilasinäytettä tutkittiin TCT 716 Lambda-laitteella. Näytteiden halkaisija oli noin 51 mm ja paksuus vastaavasti 25,4 mm ja 12,7 mm, ja ne tutkittiin kahdella eri TCT 716 Lambda -mittalaitteella eri paikoissa (NETZSCH-Gerätebau GmbH, Selb, ja NETZSCH Instruments North America, LLC).
Kuten kaikissa mittauksissa, näytteisiin levitettiin lämpötahnaa ennen testiä näytteen ja levyjen välisen kosketusvastuksen vähentämiseksi ja kalibroinnin yhdenmukaistamiseksi. Tämän jälkeen näytteet mitattiin -10 °C:sta 300 °C:seen ja 25 °C:sta 150 °C:seen.
Mittaustulokset
Kuvassa 1 esitetään yhteenveto mittaustuloksista. Siniset kolmiot ja vihreät ympyrät edustavat TCT-mittausten tuloksia ja osoittavat hyvää vastaavuutta. Pyrex® on myös kansainvälisesti tunnettu lämmönjohtavuuden vertailumateriaali [1]. Nämä arvot esitetään kuvassa 1 mustalla viivalla. Kaikki mittaustulokset ovat ± 3 prosentin sisällä kirjallisuusarvosta.
Yhteenveto
Erittäin läpinäkyvien materiaalien mittaus on helppo suorittaa TCT 716 Lambda -laitteella ilman näytteiden erityistä esikäsittelyä, ja se vastaa hyvin kirjallisuusarvoja.