Introduction
Les plastiques renforcés de fibres sont légers, mais présentent une grande rigidité. Ces propriétés les rendent utiles comme matériaux de construction dans l'industrie automobile. Pour optimiser les temps de traitement au cours de la production, la Conductivité thermiqueLa conductivité thermique (λ avec l'unité W/(m-K)) décrit le transport d'énergie - sous forme de chaleur - à travers un corps de masse sous l'effet d'un gradient de température (voir fig. 1). Selon la deuxième loi de la thermodynamique, la chaleur s'écoule toujours dans la direction de la température la plus basse.conductivité thermique de ces matériaux est une propriété importante à surveiller. Elle dépend non seulement de la température, mais aussi de l'orientation du matériau de renforcement.
Le LFA 467 HyperFlash® permet de déterminer facilement et rapidement la Conductivité thermiqueLa conductivité thermique (λ avec l'unité W/(m-K)) décrit le transport d'énergie - sous forme de chaleur - à travers un corps de masse sous l'effet d'un gradient de température (voir fig. 1). Selon la deuxième loi de la thermodynamique, la chaleur s'écoule toujours dans la direction de la température la plus basse.conductivité thermique des matériaux anistropes en fonction de la température dans différentes directions de l'espace.
Échantillons et expériences
Une résine époxy renforcée par des fibres de carbone a été étudiée, renforcée de manière unidirectionnelle* et bidirectionnelle**. La Conductivité thermiqueLa conductivité thermique (λ avec l'unité W/(m-K)) décrit le transport d'énergie - sous forme de chaleur - à travers un corps de masse sous l'effet d'un gradient de température (voir fig. 1). Selon la deuxième loi de la thermodynamique, la chaleur s'écoule toujours dans la direction de la température la plus basse.conductivité thermique a été analysée parallèlement et perpendiculairement à la direction des fibres. Les mesures ont été effectuées dans un porte-échantillon standard (12,7 mm de côté) entre 120°C et 200°C par pas de 20 K. La chaleur spécifique a été déterminée au moyen du DSC 204 F1 Phoenix® .
* unidirectionnel : toutes les fibres du matériau de renforcement sont parallèles les unes aux autres
**bidirectionnel : les fibres du matériau de renforcement sont croisées à des angles de 0° et 90°
Résultats et discussion
La figure 1 montre la Conductivité thermiqueLa conductivité thermique (λ avec l'unité W/(m-K)) décrit le transport d'énergie - sous forme de chaleur - à travers un corps de masse sous l'effet d'un gradient de température (voir fig. 1). Selon la deuxième loi de la thermodynamique, la chaleur s'écoule toujours dans la direction de la température la plus basse.conductivité thermique des échantillons de plastique renforcés unidirectionnellement (noir) et bidirectionnellement (rouge). L'échantillon renforcé unidirectionnellement, mesuré dans le sens des fibres (points noirs), présente la Conductivité thermiqueLa conductivité thermique (λ avec l'unité W/(m-K)) décrit le transport d'énergie - sous forme de chaleur - à travers un corps de masse sous l'effet d'un gradient de température (voir fig. 1). Selon la deuxième loi de la thermodynamique, la chaleur s'écoule toujours dans la direction de la température la plus basse.conductivité thermique la plus élevée. La Conductivité thermiqueLa conductivité thermique (λ avec l'unité W/(m-K)) décrit le transport d'énergie - sous forme de chaleur - à travers un corps de masse sous l'effet d'un gradient de température (voir fig. 1). Selon la deuxième loi de la thermodynamique, la chaleur s'écoule toujours dans la direction de la température la plus basse.conductivité thermique de l'échantillon renforcé de manière bidirectionnelle, également mesurée dans le sens des fibres, était légèrement inférieure. En raison de la Conductivité thermiqueLa conductivité thermique (λ avec l'unité W/(m-K)) décrit le transport d'énergie - sous forme de chaleur - à travers un corps de masse sous l'effet d'un gradient de température (voir fig. 1). Selon la deuxième loi de la thermodynamique, la chaleur s'écoule toujours dans la direction de la température la plus basse.conductivité thermique élevée des fibres de carbone dans le sens de la fibre (points), les conductivités thermiques parallèles au sens de la fibre étaient 7 à 12 fois plus élevées que les conductivités thermiques perpendiculaires au sens de la fibre (diamants) pour les deux échantillons. Les mesures dans la direction perpendiculaire ont donné des valeurs de Conductivité thermiqueLa conductivité thermique (λ avec l'unité W/(m-K)) décrit le transport d'énergie - sous forme de chaleur - à travers un corps de masse sous l'effet d'un gradient de température (voir fig. 1). Selon la deuxième loi de la thermodynamique, la chaleur s'écoule toujours dans la direction de la température la plus basse.conductivité thermique presque identiques pour les deux échantillons, étant donné que l'orientation générale des fibres perpendiculaires à la direction de mesure n'a pratiquement aucune influence.
Conclusion
Une variété de porte-échantillons a été développée pour des tâches de mesure spéciales par le LFA 467 Hyperflash, par exemple des mesures sur des liquides, des poudres, des feuilles métalliques minces, etc. Parmi ces porte-échantillons, un porte-échantillon spécial en lamiante a été utilisé pour les recherches décrites ici. Ce porte-échantillon spécialement conçu a permis de déterminer rapidement et facilement l'anistropie de la Diffusivité thermiqueLa diffusivité thermique (a avec l'unité mm2/s) est une propriété propre au matériau qui permet de caractériser la conduction thermique instable. Cette valeur décrit la rapidité avec laquelle un matériau réagit à un changement de température.diffusivité thermique des matériaux renforcés par des fibres de carbone, due à l'orientation des fibres intégrées.