Validointi Inconel 600:lla
Johdanto
Inconel 600 on todistetusti nikkeli-kromi-rautaseos, jota käytetään usein vertailumateriaalina lämmönjohtavuuden määrittämisessä. Sen LämpöstabiilisuusMateriaali on lämpöstabiili, jos se ei hajoa lämpötilan vaikutuksesta. Yksi tapa määrittää aineen lämpöstabiilisuus on käyttää TGA-analysaattoria (termogravimetrinen analysaattori). lämpöstabiilisuus, hapettumiskestävyys ja mekaaninen lujuus tekevät siitä ihanteellisen kalibrointimenetelmissä käytettäväksi. Tästä syystä tutkimuslaitokset ovat käyttäneet sitä standardimateriaalina jo vuosia. Myös sen helppo saatavuus ja homogeeninen koostumus edistävät sen soveltuvuutta vertailumateriaaliksi.
Vartioitu lämpövirtausmittari (GHFM) tunnetaan parhaiten polymeerien lämmönjohtavuuden määrittämiseen, mutta myös heikosti johtavia metalleja voidaan tutkia tällä tekniikalla.
Mittausolosuhteet
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 mitattiin TCT 716 Lambda suojattua lämpövirtausmittaria (GHFM) käyttäen. Tässä paikallaan olevassa menetelmässä määritellyn paksuinen näyte asetetaan kahden eri lämpötiloihin lämmitetyn levyn väliin. Tämä luo lämpövirran näytteen läpi. Lämpövirta havaitaan ja 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 voidaan laskea.
Käyttämällä TCT 716 Lambda-laitetta, joka mahdollistaa kahden näytteen samanaikaisen mittauksen, analysoitiin kaksi Inconel 600 -näytettä, joiden halkaisija oli 51 mm ja paksuus noin 31,8 mm. Ennen mittausta näytteet päällystettiin silikonirasvalla näytteen ja levyjen välisen kosketuksen parantamiseksi ja rajapintaresistanssin minimoimiseksi. Mittaus suoritettiin samanaikaisesti molemmille näytteille huoneenlämpötilan ja 300 °C:n välisellä lämpötila-alueella. Näytteisiin kohdistettiin testin aikana noin 175 kPa:n paine.
Mittaustulosten arvioinnissa käytettiin kvartsilasikalibrointia.
Taulukko 1: Mittausparametrit
| Menetelmä | GHFM |
|---|---|
| Kalibrointimateriaali | Kvartsilasi |
| Näytteet | Inconel 600 |
| Näytteen halkaisija | 51 mm |
| Näytteen paksuus | 31.8 mm |
| Atmosfääri | Ilma |
| Kosketuspaine | 175 kPa |
| Lämpötilaohjelma | RT-300 °C 50 K:n välein |
Mittaustulokset
Kuvassa 1 esitetään 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 verrattuna kirjallisuustietoihin [1]. Molemmat näytteet ovat Inconel 600:lle odotetun noin 4,8 prosentin laajennetun mittausepävarmuuden sisällä [2].
Päätelmä
Mittaustulokset vahvistavat, että TCT 716 Lambda suojattua lämpövirtausmittaria voidaan käyttää lämmönjohtavuuden luotettavaan määrittämiseen jopa heikosti johtavista metalleista. Tämä korostaa mittausmenetelmän tarkkuutta ja toistettavuutta erityisesti tarkasteltavana olevalla lämpötila-alueella. Saadut tiedot vastaavat hyvin kirjallisuusarvoja, mikä vahvistaa edelleen tämän menetelmän soveltuvuutta lämpöfysikaaliseen analyysiin.