Pendahuluan
Penentuan 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, α, dengan menggunakan LFA membutuhkan pengetahuan tentang ketebalan sampel, d, karena 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 sebanding dengan ketebalan kuadrat. Untuk pengukuran logam cair dengan LFA, oleh karena itu, harus dipastikan bahwa ketebalan sampel tidak berubah selama pengukuran.
Tempat sampel untuk logam cair yang terbuat dari SiC (hingga maks. 1250 ° C) dapat digunakan untuk pengukuran tersebut [1]. Ini terdiri dari wadah safir, di mana logam ditempatkan dan disegel dengan tutup safir [1]. Beberapa logam cair memiliki tegangan permukaan atau antarmuka yang tinggi, γ, seperti yang dicontohkan oleh nilai tinggi γCu (T = 1058 ° C) = 1304 mN/m pada tembaga [2]. Tegangan permukaan yang tinggi ini menyebabkan logam membentuk tetesan selama peleburan (gambar 1). Hal ini dapat memperluas ketebalan sampel (dari d0 ke d1), menghasilkan sudut kontak yang lebih besar. Karena hal ini, logam mungkin tidak lagi menutupi seluruh bagian bawah wadah safir, menyebabkan pulsa cahaya berkedip melalui sampel.
Untuk pengukuran logam dengan tegangan permukaan yang sangat tinggi, tempat sampel baru yang terbuat dari SiC sangat cocok (gambar 2). Berbeda dengan tempat sampel konvensional, tempat sampel ini memiliki ulir yang mengencangkan tutup SiC dari tempat sampel ke bagian bawah, memastikan bahwa tutup safir tidak dapat bergerak. Dengan demikian, hal ini memungkinkan untuk mencegah pembentukan tetesan pada lelehan logam, sehingga mencapai ketebalan yang ditentukan dan seluruh bagian bawah wadah dibasahi oleh sampel.
Kondisi Material dan Pengukuran
Bahan dan parameter pengukuran yang digunakan dirangkum dalam tabel 1.
Tabel 1: Parameter bahan dan pengukuran
| Instrumen | LFA 467 HT HyperFlash |
| Bahan sampel | Tembaga, kemurnian: 99,999% |
| Kisaran suhu dan tempat sampel |
|
Hasil dan Pembahasan
Tempat sampel yang baru diuji dengan mengukur sampel tembaga. Sampel tembaga dalam tempat sampel yang baru diukur dari suhu 25°C hingga 1200°C hingga meleleh. Suhu Leleh dan EntalpiEntalpi fusi suatu zat, juga dikenal sebagai panas laten, adalah ukuran masukan energi, biasanya panas, yang diperlukan untuk mengubah suatu zat dari padat menjadi cair. Titik leleh suatu zat adalah suhu saat zat tersebut berubah wujud dari padat (kristal) menjadi cair (lelehan isotropik). Peleburan sampel dapat dikenali dari penurunan tajam dalam 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 (gambar 3) dan sesuai dengan nilai literatur untuk Suhu Leleh dan EntalpiEntalpi fusi suatu zat, juga dikenal sebagai panas laten, adalah ukuran masukan energi, biasanya panas, yang diperlukan untuk mengubah suatu zat dari padat menjadi cair. Titik leleh suatu zat adalah suhu saat zat tersebut berubah wujud dari padat (kristal) menjadi cair (lelehan isotropik).titik leleh (suhu puncak) tembaga, pada T=1083°C [3]. Sebagai perbandingan, sampel tembaga diukur dengan pemegang sampel standar alumina (12,7 mm, bulat) pada kisaran suhu 25°C hingga 800°C di bawah Suhu Leleh dan EntalpiEntalpi fusi suatu zat, juga dikenal sebagai panas laten, adalah ukuran masukan energi, biasanya panas, yang diperlukan untuk mengubah suatu zat dari padat menjadi cair. Titik leleh suatu zat adalah suhu saat zat tersebut berubah wujud dari padat (kristal) menjadi cair (lelehan isotropik).titik leleh (berlian abu-abu pada gambar 3). Penyimpangan antara nilai 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 diukur dengan tempat sampel standar, nilai literatur (segitiga oranye pada gambar 3), dan nilai yang diukur dengan tempat sampel baru untuk logam cair kurang dari 3% untuk semua suhu yang diukur.
Ringkasan
Tempat sampel baru yang terbuat dari SiC untuk rentang suhu dari suhu kamar hingga 1250°C telah dikembangkan; sangat ideal untuk pengukuran logam cair. Tutup yang dapat dikencangkan memastikan bahwa ketebalan sampel tidak berubah bahkan dalam lelehan, yang sangat penting untuk penentuan 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 akurat. Pengukuran pada tembaga menunjukkan kesesuaian hasil yang baik dengan yang diukur menggunakan tempat sampel standar dan juga dengan nilai literatur.