Pendahuluan
CFRP (plastik yang diperkuat serat karbon) dan GFRP (plastik yang diperkuat serat kaca) sangat diperlukan dalam berbagai aplikasi teknologi tinggi karena sifat materialnya yang unik. Karakteristik utama mereka adalah kekuatan tinggi yang dikombinasikan dengan bobot yang rendah. Hal ini, bersama dengan konduktivitas termalnya yang rendah, menjadikannya ideal untuk aplikasi teknologi tinggi di bidang kedirgantaraan, otomotif, dan elektronik. Sifat termal terarah (anisotropik) memainkan peran khusus dalam aplikasinya, karena Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal di sepanjang serat lebih tinggi daripada di seberangnya. Struktur berlapis memungkinkan serat diarahkan untuk membuang panas dengan cara yang ditargetkan atau untuk mengisolasi area secara efektif. Fleksibilitas ini memungkinkan solusi yang dibuat khusus seperti meminimalkan variasi suhu pada satelit atau pengaturan panas pada baterai.
Kondisi dan Hasil Pengukuran
Untuk penentuan sifat termal, Analisis Laser/Lampu Kilat sangat sesuai. Pada awalnya, Difusivitas TermalDifusivitas termal (a dengan satuan mm2 /s) adalah properti khusus material untuk mengkarakterisasi konduksi panas yang tidak stabil. Nilai ini menggambarkan seberapa cepat suatu bahan bereaksi terhadap perubahan suhu.difusivitas termal - yang merupakan fungsi arah - ditentukan dengan menggunakan instrumen seperti LFA 717 HyperFlash®. Selanjutnya, data mengenai densitas dan Kapasitas Panas Spesifik (cp)Kapasitas panas adalah kuantitas fisik spesifik material, ditentukan oleh jumlah panas yang disuplai ke spesimen, dibagi dengan kenaikan suhu yang dihasilkan. Kapasitas panas spesifik terkait dengan satuan massa spesimen. kapasitas panas spesifik dapat diterapkan untuk menghitung Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal, yang juga merupakan fungsi arah. Kondisi pengukuran dirinci dalam tabel 1.
Tabel 1: Parameter pengukuran
| Instrumen analisis | LFA 717 HyperFlash® |
|---|---|
| Ukuran sampel | 10 mm x 10 mm x 2,5 mm - bidang tembus Beberapa strip 10 mm x 2,5 mm - dalam bidang |
| Tempat sampel | 10 mm persegi - melalui bidang tempat sampel laminasi 10 mm - dalam bidang |
Suhu poin | 20 hingga 150 ° C dalam langkah 10 K |
| Atmosfer | 100 ml/menit, N2 |
Gambar 1 menunjukkan Difusivitas TermalDifusivitas termal (a dengan satuan mm2 /s) adalah properti khusus material untuk mengkarakterisasi konduksi panas yang tidak stabil. Nilai ini menggambarkan seberapa cepat suatu bahan bereaksi terhadap perubahan suhu.difusivitas termal GFRP pada arah bidang tembus (tegak lurus terhadap serat) dan pada arah dalam bidang (sejajar dengan serat). Difusivitas TermalDifusivitas termal (a dengan satuan mm2 /s) adalah properti khusus material untuk mengkarakterisasi konduksi panas yang tidak stabil. Nilai ini menggambarkan seberapa cepat suatu bahan bereaksi terhadap perubahan suhu. Difusivitas termal sedikit menurun dengan meningkatnya suhu. Antara 110°C dan 130°C, perubahan gradien small dapat dilihat, yang menunjukkan transisi gelas dari matriks polimer. Difusivitas TermalDifusivitas termal (a dengan satuan mm2 /s) adalah properti khusus material untuk mengkarakterisasi konduksi panas yang tidak stabil. Nilai ini menggambarkan seberapa cepat suatu bahan bereaksi terhadap perubahan suhu. Difusivitas termal dalam bidang adalah sekitar 35 hingga 40% lebih tinggi daripada dalam arah bidang.
Bahan CFRP juga ditunjukkan pada Gambar 2. Sekali lagi, Difusivitas TermalDifusivitas termal (a dengan satuan mm2 /s) adalah properti khusus material untuk mengkarakterisasi konduksi panas yang tidak stabil. Nilai ini menggambarkan seberapa cepat suatu bahan bereaksi terhadap perubahan suhu.difusivitas termal dalam bidang lebih tinggi daripada Difusivitas TermalDifusivitas termal (a dengan satuan mm2 /s) adalah properti khusus material untuk mengkarakterisasi konduksi panas yang tidak stabil. Nilai ini menggambarkan seberapa cepat suatu bahan bereaksi terhadap perubahan suhu.difusivitas termal melalui bidang.
Untuk material CFRP, perbedaan antara kedua arah tersebut jauh lebih besar daripada material GFRP. Bukan 35 hingga 40% untuk sampel GFRP, tetapi 500 hingga 600%. Perbedaan yang mencolok ini disebabkan oleh serat karbon, yang memiliki Difusivitas TermalDifusivitas termal (a dengan satuan mm2 /s) adalah properti khusus material untuk mengkarakterisasi konduksi panas yang tidak stabil. Nilai ini menggambarkan seberapa cepat suatu bahan bereaksi terhadap perubahan suhu.difusivitas termal yang jauh lebih tinggi daripada serat kaca. Hal ini terlihat jelas pada gambar 3, yang merangkum semua pengukuran.
Kesimpulan
Metode LFA juga dapat menentukan difusivitas termal dan Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal sebagai fungsi arah, memberikan data penting untuk desain dan konstruksi aplikasi teknologi tinggi.