Bevezetés
A szálerősítésű műanyagok könnyűek, mégis nagy merevséggel rendelkeznek. Ezek a tulajdonságok teszik őket hasznos építőanyaggá az autóiparban. A gyártás során a folyamatok optimalizálása érdekében ezen anyagok hővezető képessége fontos tulajdonság, amelyet figyelemmel kell kísérni. Ez nemcsak a hőmérséklettől, hanem az erősítőanyag orientációjától is függ.
Az LFA 467 HyperFlash® segítségével az anisztrop anyagok hővezető képessége könnyen és gyorsan meghatározható a hőmérséklet függvényében különböző térbeli irányokban.
Minták és kísérleti
Egy szénszál-erősítésű epoxigyantát vizsgáltak, amely egyirányú* és kétirányú** erősítésű volt. A hővezető képességet a szálak irányával párhuzamosan és arra merőlegesen is vizsgálták. A méréseket szabványos mintatartóban (12,7 mm-es négyzet alakú) 120°C és 200°C között végeztük 20 K lépésenként. A fajhő meghatározását a DSC 204 F1 Phoenix® segítségével végeztük.
* egyirányú: az erősítőanyag minden szála párhuzamos egymással
**kétirányú: az erősítőanyag szálai 0° és 90°-os szögben keresztezik egymást
Eredmények és vita
Az 1. ábrán az egyirányú (fekete) és a kétirányú (piros) erősítésű műanyag minták hővezető képessége látható. A szálak irányában mért egyirányúan erősített minta (fekete pontok) mutatta a legnagyobb hővezető képességet. A kétirányúan erősített minta hővezetőképessége, amelyet szintén a szálak irányában mértek, valamivel alacsonyabb volt. A szénszálak szálirányban mért magas hővezető képessége miatt (pontok) a szálirányban párhuzamos hővezető képességek mindkét minta esetében 7-12-szer magasabbak voltak, mint a szálirányra merőleges hővezető képességek (rombuszok). A merőleges irányú mérések mindkét minta esetében közel azonos hővezetési értékeket eredményeztek, mivel a szálaknak a mérési irányra merőleges általános orientációja szinte semmilyen hatással nincs.
Következtetés
Az LFA 467 Hyperflash számos mintatartót fejlesztett ki speciális mérési feladatokhoz, pl. folyadékokon, porokon, vékony fémfóliákon stb. végzett mérésekhez. Ezek között van egy speciális lamiante mintatartó, amelyet az itt leírt vizsgálatokhoz alkalmaztak. Ezzel a speciálisan kialakított mintatartóval gyorsan és egyszerűen meghatározható volt a szénszál-újraforgácsolt anyagok hődiffúziós képességének a beágyazott szálak orientációjából adódó anisztrópiája.