21.01.2026 by Aileen Sammler
La méthode de la plaque chauffante gardée : Comment le type de gaz et la pression peuvent modifier la conductivité thermique de vos matériaux d'isolation
Découvrez comment le type de gaz et la pression peuvent affecter de manière significative 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 d'isolation - et comment le site GHP 456 Titan® permet des mesures précises sous gaz inerte et sous vide. NETZSCH vous aide à trouver la bonne solution pour votre application.
Si vous travaillez avec des matériaux isolants - que ce soit dans le cadre du développement de produits, de l'assurance qualité ou de la conception thermique - vous avez besoin de données sur 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 qui soient à la fois précises et représentatives des conditions d'application réelles. Les mesures standard effectuées dans des conditions ambiantes de laboratoire ne permettent souvent pas d'obtenir ces résultats.
Pourquoi ? Parce que le type de gaz et la pression ont un effet majeur sur 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 effective des matériaux à pores ouverts. En fonction de votre application, cela peut déterminer si un système reste thermiquement stable ou s'il surchauffe.
Notre laboratoire d'application NETZSCH a effectué différentes analyses pour vous. Dans cet article, vous apprendrez
- pourquoi les matériaux d'isolation à pores ouverts réagissent de manière si sensible,
- à quel point les effets du gaz et de la pression sont importants,
- et ce qu'il faut prendre en compte pour effectuer des mesures précises.
Pourquoi les matériaux d'isolation à pores ouverts sont-ils si sensibles au gaz et à la pression ?
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 isolants fibreux tels que la laine de verre s'explique par trois mécanismes :
- le transfert de chaleur à travers le solide,
- le transfert de chaleur par rayonnement,
- le transfert de chaleur à travers la phase gazeuse.
La phase gazeuse est particulièrement critique. Dans les matériaux à pores ouverts, le gaz de purge ou le gaz environnant remplace effectivement le "gaz cellulaire" et influence directement 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 du matériau.
En outre, la pression du gaz détermine le nombre de particules disponibles pour le transfert de chaleur.
Le résultat : Même les changements de type de gaz ou de pression sur le site small peuvent entraîner des variations 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 mesurée sur le site large.
Ce que les mesures montrent - et ce que cela signifie pour vous
1. Des gaz différents entraînent des écarts importants
La laine de verre (NIST SRM 1450D) a été mesurée sous azote, argon et hélium.
Les résultats :
- dans l'azote ≈ l'air → valeurs pratiquement identiques
- dans l'argon : environ 28 % 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 effective en moins
- dans l'hélium : 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 effective environ 4 fois plus élevée
Pourquoi cela vous concerne-t-il ?
- L'argon simule des scénarios où 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 gaz est très faible.
- L'hélium représente l'autre extrême et est typique des gaz à 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.
- Si vous ne mesurez que dans l'air, vous risquez de ne pas obtenir des valeurs reflétant les conditions de fonctionnement réelles.
2. Dépendance à la pression : la courbe en S caractéristique
Sous azote, des pressions allant d'environ 0,01 mbar à 1000 mbar ont été étudiées.
Résultat : 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 effective reste d'abord constante - puis chute brusquement en dessous d'environ 300 mbar.
Implications pratiques :
- À des pressions modérément réduites, peu de choses changent initialement.
- Dès que le libre parcours moyen des molécules de gaz s'approche du diamètre des pores, le comportement change.
- En dessous de ce seuil, le transfert de chaleur ne dépend que de la densité des particules - 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 chute rapidement.
Ceci est particulièrement important si vous :
- concevez des composants pour des applications sous vide,
- travaillez dans l'aérospatiale, la cryogénie ou l'isolation à haute performance,
- avez besoin de conditions limites réalistes pour la simulation,
- avez besoin de caractériser des scénarios de basse pression.
Ce que cela signifie pour votre stratégie de mesure
Si vous avez besoin de données fiables sur 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 isolants à pores ouverts dans des conditions difficiles, votre système de mesure doit.. :
- introduire différents gaz de purge de manière contrôlée,
- supporter des conditions de vide réel,
- permettre une régulation précise de la pression,
- fournir des résultats de mesure stables en régime permanent.
L'instrument d'analyse NETZSCH GHP 456 Titan® répond à toutes ces exigences grâce à son logiciel intuitif et à sa régulation de pression entièrement automatique répond à toutes ces exigences grâce à son logiciel intuitif et à son contrôle entièrement automatique de la pression.
Ce que cela signifie pour vous dans la pratique
Pour obtenir 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 précises et adaptées à l'application, vous pouvez :
- mesurer non seulement dans l'air, mais aussi dans le gaz de la cellule concernée,
- évaluer la dépendance à la pression lorsque votre matériau est utilisé sous pression réduite,
- toujours interpréter les valeurs de la littérature dans le contexte des conditions de mesure,
- utiliser un système de mesure qui permet des changements d'atmosphère reproductibles.
Cela vous permet d'éviter les pièges les plus courants :
- des estimations trop optimistes 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,
- sélection incorrecte des matériaux,
- résultats de simulation peu fiables,
- problèmes thermiques en cours de fonctionnement.
Obtenez le rapport complet !
Visitez le site GHP en tant que technologie clé : Caractérisation précise de la conductivité thermique des matériaux d'isolation sous gaz inerte et sous vide - NETZSCH Analyzing & Testing ou téléchargez la note d'application complète au format pdf ici :
NETZSCH vous aide à choisir la bonne méthode de mesure !
Les matériaux d'isolation à pores ouverts sont très sensibles au type de gaz et à la pression. Si votre matériau est utilisé dans ces conditions, sa 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 doit également être testée dans les mêmes conditions. Sinon, vous obtiendrez une 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 effective inexacte.
Ce n'est que lorsque le type de gaz et la pression sont contrôlés pour refléter les conditions réelles que vous obtiendrez 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 qui correspondent de manière fiable aux performances de fonctionnement réelles. Le GHP 456 Titan® est l'appareil de mesure idéal pour déterminer 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 effective dans ces conditions difficiles.
En tant que fournisseur de solutions, NETZSCH vous accompagne tout au long de ce processus, de la sélection de la méthode de mesure appropriée à la définition des conditions d'atmosphère et de pression correctes, en passant par la détermination du système le mieux adapté à votre application. Le GHP 456 Titan® est spécialement conçu pour effectuer des mesures exigeantes sous gaz inertes et sous vide.
Si vous souhaitez savoir quelle est la solution la mieux adaptée à votre application spécifique, veuillez contacter votre représentant commercial local NETZSCH. Ensemble, nous trouverons la configuration qui vous fournira les données fiables dont vous avez besoin pour le développement, l'assurance qualité et la simulation.
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