Pendahuluan
Molibdenum telah tersedia sebagai standar panas spesifik dari NIST [1] selama beberapa dekade, meskipun tidak banyak informasi yang tersedia tentang sifat-sifat seperti ekspansi termal, 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, 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. Menurut literatur [1, 2, 3, 4], molibdenum murni seharusnya tidak menunjukkan perubahan fasa hingga 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. Namun, hal ini sangat penting karena sensitif terhadap oksigen pada suhu tinggi. Karena tekanan uap yang tinggi dari molibdenum oksida, material ini umumnya tidak mengalami perubahan sifat karena OksidasiOksidasi dapat menggambarkan proses yang berbeda dalam konteks analisis termal.oksidasi permukaan. Oksida yang terbentuk hanya menguap dari permukaan. Semua sifat khusus molibdenum ini menjadikannya bahan yang masuk akal untuk bahan standar multi properti.
Eksperimental
Pengukuran berbagai sifat termofisika seperti ekspansi termal, perubahan massa jenis, panas spesifik, dan 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 dilakukan pada bahan molibdenum murni (99,99%). Dilatometri pushrod (DIL) digunakan untuk pengukuran ekspansi termal dan penentuan perubahan densitas. Kalorimetri pemindaian diferensial (DSC) digunakan untuk mengukur panas spesifik. 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 ditentukan dengan menggunakan teknik laser flash (LFA). Hasil pengujian memungkinkan wawasan yang terperinci tentang perilaku material di bawah perlakuan termal dan juga memungkinkan untuk menentukan 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. Perbandingan semua hasil pengujian dengan data literatur yang tersedia dilakukan.
Pengujian dilakukan pada sampel yang berbeda yang dibuat dari blok asli dan diukur antara -125°C dan 1400°C. Oleh karena itu, dimungkinkan untuk mengevaluasi bahan ini sebagai kandidat yang memungkinkan untuk bahan standar untuk sifat termofisik yang berbeda pada rentang suhu yang luas.
Molibdenum murni (99,99%) dipasok oleh Plansee SE, Reutte, Austria. Sebuah blok large dengan diameter 30 mm dan panjang 120 mm digunakan untuk analisis. Dari blok silinder, sampel yang berbeda disiapkan untuk berbagai teknik pengujian. Untuk setiap metode pengukuran, dua sampel disiapkan dan diuji dua hingga tiga kali. Stabilitas termal dan homogenitas material diperiksa dan pengulangan hasil pengujian ditentukan.
Hasil Tes
Disajikan dalam gambar 1 adalah hasil ekspansi termal yang diukur untuk dua sampel molibdenum yang berbeda yang diukur dua kali. Penyebaran data antara sampel dan eksperimen yang berbeda umumnya berada dalam ±1,5%. Dengan mempertimbangkan keakuratan dan pengulangan instrumen yang digunakan, pengaruh efek permukaan dan dampak PenguapanPenguapan suatu unsur atau senyawa adalah transisi fase dari fase cair ke uap. Ada dua jenis penguapan: penguapan dan pendidihan.penguapan oksida, hamburan data berada dalam kisaran yang dapat diterima. Hasilnya tidak memberikan indikasi ketidakhomogenan material atau perubahan dalam nilai ekspansi termal di antara proses pemanasan yang berbeda.
Digambarkan pada gambar 2 adalah Ekspansi VolumetrikVolume gas, padatan, atau cairan berubah jika suhu, tekanan, atau gaya yang bekerja pada gas/padatan/cairan tersebut berubah. Dalam kasus analisis termal, kita melihat perubahan yang bergantung pada suhu.ekspansi volumetrik dan perubahan densitas molibdenum terhadap suhu. Pemuaian volumetrik ditentukan dari pemuaian termal terukur dengan asumsi perilaku isotropik material dan oleh karena itu, perilaku pemuaian yang sama ke segala arah. Perhitungan densitas didasarkan pada pemuaian volumetrik dan densitas curah suhu ruangan sebesar 10,216 g.cm-3. Densitas curah suhu ruangan ditentukan dari blok sampel yang disediakan dengan mengukur massa dan volume.
Gambar 3 menunjukkan nilai panas spesifik yang diukur dengan kalorimeter pemindaian diferensial. Sekali lagi, kedua sampel diukur dua kali dalam tungku baja bersuhu rendah (-125°C hingga 300°C) dan dalam tungku platina bersuhu tinggi (300°C hingga 1275°C). Penyimpangan antara hasil individu berada dalam ± 2,0% dan oleh karena itu, sejauh ini berada dalam ketidakpastian yang dinyatakan dari instrumen yang digunakan untuk pengujian. Nilai-nilai tersebut menunjukkan peningkatan yang kuat terhadap suhu pada kisaran suhu rendah. Perilaku ini dapat diperkirakan menurut teori Debye yang terkenal [5]. Pada suhu tinggi, nilainya meningkat hampir linier. Hal ini sangat sesuai dengan fisika keadaan padat (Aturan Dulong dan Petit, [5]). Tidak ada transisi yang tumpang tindih atau efek termal lainnya yang terdeteksi dalam kisaran suhu ini, yang dengan jelas menunjukkan bahwa tidak ada perubahan fase yang terjadi pada material antara -125°C dan 1275°C. Hal ini memenuhi syarat sebagai bahan standar karena tidak ada perubahan struktural dalam rentang suhu yang diinginkan.
Gambar 4 menunjukkan hasil pengukuran untuk 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 dikumpulkan dari berbagai perangkat lampu kilat yang digunakan untuk pengujian. Secara jelas terlihat bahwa 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 menurun terhadap suhu. Penurunan ini mengikuti perilaku T-1 di bawah 600°C yang menghasilkan penurunan yang hampir linier pada suhu yang lebih tinggi. Perilaku seperti itu adalah tipikal untuk bahan penghantar fonon yang dominan seperti keramik atau bahan grafit. Oleh karena itu, mungkin saja kontribusi elektron terhadap perpindahan panas adalah small untuk bahan logam ini. Hamburan hasil pengukuran dari run ke run dan dari sampel ke sampel dan umumnya dalam ± 2%. Hanya pada suhu 1000°C, hamburan yang sedikit lebih tinggi (± 3%) diperoleh. Penjelasan yang mungkin untuk hal ini adalah PenguapanPenguapan suatu unsur atau senyawa adalah transisi fase dari fase cair ke uap. Ada dua jenis penguapan: penguapan dan pendidihan.penguapan oksida molibdenum pada kisaran suhu ini yang mempengaruhi emisivitas sampel dan oleh karena itu Proses PenyerapanPenyerapan adalah proses fisika dan kimia di mana suatu zat (biasanya gas atau cairan) terakumulasi di dalam fase lain atau pada batas fase dua fase. Tergantung pada tempat akumulasi, ada perbedaan antara absorpsi (akumulasi dalam fase) dan adsorpsi (akumulasi pada batas fase).penyerapan cahaya laser dan emisi cahaya inframerah.
Disajikan pada gambar 5 adalah hasil 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 ditentukan dengan mengalikan densitas yang diukur, panas spesifik dan 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. Data densitas di bawah suhu kamar dan panas spesifik di atas 1275°C ditentukan dengan ekstrapolasi linier dari data yang diukur. Dapat dilihat dengan jelas, bahwa 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 mengikuti ketergantungan suhu dari 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. Perbandingan dengan nilai literatur [6] juga dibuat. Dengan asumsi akurasi 5% dari nilai literatur dan ketidakpastian 3% dari nilai berdasarkan pengukuran, hasilnya sangat sesuai.
Kesimpulan
Berbagai sifat termofisika (ekspansi termal, perubahan densitas, panas spesifik, 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, 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) diukur pada molibdenum dengan kemurnian tinggi. Perbandingan dengan nilai literatur menunjukkan kualitas hasil pengukuran dan keandalan material. Dapat diasumsikan dari hasil pengujian bahwa molibdenum murni mungkin merupakan kandidat yang masuk akal untuk digunakan sebagai bahan standar hingga suhu tinggi di atas 1200 ° C. Ini dapat digunakan sebagai standar kalibrasi untuk berbagai sifat termofisik. Pengujian lebih lanjut di berbagai laboratorium dan lembaga pengujian yang berbeda akan sangat dihargai untuk membuktikan kemampuan material tersebut.