Bevezetés
Nagy rugalmasságuknak és szabályozható csillapítási viselkedésüknek köszönhetően az elasztomer anyagokat szinte minden műszaki területen alkalmazzák. A gumi egyedi rugalmassága azonban hőmérsékletfüggő. Az elasztomer anyagok hőmérsékleti viselkedését a hőmérsékleti pásztázások határozzák meg. A hőmérsékleti sweepek egyértelműen paraméterezhetőek a fűtési és hűtési sebességekkel, valamint a kezdeti és a véghőmérsékletekkel. Kísérleti úton a hőmérsékleti viselkedés megbízható meghatározásához pontos hőmérséklet-szabályozásra és a mérőkamrán belüli alacsony hőmérsékleti gradiensre van szükség. A mérőkamrán belüli kiváló hőmérsékleteloszlás biztosítása érdekében a DMA GABO Eplexor® sorozat mérőkamrája alapfelszereltségként ventilátorral van ellátva.
Ebben az alkalmazási megjegyzésben a DMA GABO Eplexor® sorozatban a hőmérséklet-eloszlás hatását vizsgáljuk. Ebből a célból egy bizonyos hőmérsékleti intervallumon belül hőmérsékletméréseket végeztek ventilátorral és ventilátor nélkül is.
Mérési eredmények
Ugyanazon a gumikeverékből származó mintákon hat hőmérsékletmérést végeztünk a DMA GABO Eplexor® 500 N készülékkel -80°C és 20°C között 1, 3 és 5 K/perc fűtési sebességgel. A kamra ventilátornak a mérőkamra hőmérséklet-eloszlására gyakorolt hatásának ellenőrzésére a három hőmérséklet-söprést kamra ventilátorral és anélkül végeztük el. Az 1. ábra a kamraventilátorral és anélkül mért veszteségtényező, tan δ függését mutatja a fűtési sebességtől.
Az 1. ábra alátámasztja, hogy az üvegesedési tartomány függ a fűtési sebességtől és a kamraventilátor használatától is. E viselkedés részletesebb vizsgálata érdekében a 2. ábrán az üvegesedési hőmérsékletet, Tg-t - amelyet a veszteségtényező, tan δ maximumaként határozunk meg - a fűtési sebesség és a ventilátor használatának függvényében ábrázoljuk.
A 2. ábra azt mutatja, hogy a Tg magasabb hőmérsékletre tolódik a nagyobb fűtési sebességgel, függetlenül a ventilátor használatától. A fűtési sebesség függvényében bekövetkező eltolódás a legtöbb műanyag alacsonyabb Hővezető képességA hővezető képesség (λ, mértékegysége W/(m-K)) az energia - hő formájában történő - szállítását írja le egy tömegtestben a hőmérséklet-gradiens hatására (lásd az 1. ábrát). A termodinamika második törvénye szerint a hő mindig az alacsonyabb hőmérséklet irányába áramlik.hővezető képességével magyarázható. Az anyagspecifikus átmeneti hatások, mint például a RelaxációAmikor egy gumikeverékre állandó feszültséget alkalmazunk, a feszültség fenntartásához szükséges erő nem állandó, hanem idővel csökken; ezt a viselkedést nevezzük feszültségrelaxációnak. A feszültséglazulásért felelős folyamat lehet fizikai vagy kémiai, és normál körülmények között mindkettő egyszerre következik be. relaxációs vagy üvegesedési átmeneti hőmérsékletek eltolódnak, mivel a minták elmaradnak a kemence hőmérsékletétől.
Az 1 K/perc és az 5 K/perc fűtési sebességgel végzett mérések között a Tg kevesebb mint 1°C-kal, azaz rendkívül jelentéktelenül eltolódott kamrai ventilátor használata esetén. Kamraventilátor nélkül az üvegesedési átmeneti hőmérséklet, Tg, eltolódása kb. 4°C-ot tett ki. A kamraventilátor tehát nagyon jó hőmérsékleteloszlást biztosít a mérőkamrában; ez lehetővé teszi, hogy az üvegesedési hőmérséklet eltolódása kizárólag az elasztomer kompozitok alacsony Hővezető képességA hővezető képesség (λ, mértékegysége W/(m-K)) az energia - hő formájában történő - szállítását írja le egy tömegtestben a hőmérséklet-gradiens hatására (lásd az 1. ábrát). A termodinamika második törvénye szerint a hő mindig az alacsonyabb hőmérséklet irányába áramlik.hővezető képességének tulajdonítható.
Összefoglaló
Ennek eredményeképpen a DMA GABO Eplexor® sorozatú műszerekkel végzett hőmérsékletmérések mérési ideje a mérőkamra jó hőmérséklet-eloszlásának köszönhetően nagyobb fűtési sebességgel lerövidíthető. Egy 5 K/perc fűtési sebességgel végzett hőmérséklet-söprés az 1 K/perc fűtési sebességgel végzett hőmérséklet-söprés mérési idejének körülbelül egyötödét veszi igénybe.