Pendahuluan
Model perangkat lunak yang mempertimbangkan pengaruh bentuk dan permukaan spesimen menjadi semakin penting untuk penentuan sifat termofisik (TPP) yang tepat seperti 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 (a), 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 (λ), 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 (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.cp). Untuk alasan ini, dalam beberapa tahun terakhir, NETZSCH telah berkomitmen untuk terus meningkatkan model LFA (laser flash analysis) yang ada dan untuk mengembangkan model perhitungan baru, koreksi dan operasi matematis yang mempertimbangkan kehilangan panas yang dikombinasikan dengan koreksi denyut nadi, radiasi, sistem multilayer, uji dalam pesawat, koreksi dasar, dll.
Catatan aplikasi ini menyajikan model Penetrasi berdasarkan McMasters [1]. Model ini cocok untuk pengukuran pada material dengan permukaan kasar dan material yang sangat berpori.
Material Berpori Merupakan Tantangan - Tetapi Tidak untuk Model Penetrasi
Dalam pengukuran lampu kilat standar, permukaan depan spesimen menyerap energi total. Gelombang panas kemudian akan berjalan melalui ketebalan spesimen sebelum mencapai permukaan belakang (gambar 1). Untuk material berpori, NETZSCH kini telah memperkenalkan model Penetrasi (gambar 2) yang mencakup pertimbangan berikut:
- Penyerapan energi pulsa tidak lagi terbatas pada permukaan depan
- Penyerapan diperluas di atas lapisan tipis ke dalam ketebalan spesimen
- Lapisan 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 dapat ditangani sebagai jalur bebas rata-rata dalam material
Pertimbangan aspek-aspek ini menghasilkan distribusi suhu awal yang meluruh secara eksponensial di dalam spesimen. Penerapan pendekatan ini, yang memperhitungkan porositas material, menghasilkan akurasi dan presisi yang lebih baik 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, 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, dan nilai 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 yang ditentukan.
Kondisi Pengukuran
Untuk menguji kesesuaian model Penetration, dua polimer terisi yang terbuat dari jenis yang sama tetapi dengan bentuk yang berbeda diukur. Satu pengukuran dilakukan pada spesimen dengan permukaan yang ditutupi lubang bor berdiameter 0,5 mm. Untuk alasan perbandingan, pengukuran kedua dilakukan pada spesimen asli dengan permukaan yang halus (gambar 3). 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 pada dimensi spesimen dengan ketebalan 12,7 mm dan diameter 1,96 mm pada suhu kamar.
Hasil Pengukuran
Gambar 4 dan 5 menggambarkan pengukuran pada sampel dengan lubang bor. Pada gambar 4, kecocokan model dari sinyal kenaikan detektor (kurva merah) diperoleh dengan menggunakan model standar oleh Cowan [2]. Lingkaran hijau menunjukkan area penyimpangan antara kecocokan dan kurva pengukuran (biru). Dengan model yang jelas tidak mencukupi ini, 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 dihitung pada 0,753 mm2/s. Perhitungan berdasarkan model Penetrasi menghasilkan 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 0,626 mm2/s, yang nilainya hampir 17% lebih rendah (gambar 5).
Gambar 6 menunjukkan kenaikan sinyal detektor dari pengukuran pada cakram polimer yang terisi asli dengan permukaan yang halus. Dengan menggunakan model Cowan standar di sini 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 menghasilkan hasil pengukuran yang hampir sama seperti yang diperoleh dengan model Penetrasi untuk spesimen dengan lubang bor (gambar 5). Penyimpangannya mencapai sekitar 3%. Hal ini membuktikan bahwa perhitungan 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 berdasarkan model Penetrasi memberikan hasil yang benar.
Kesimpulan
Seiring dengan berbagai model klasik (misalnya, Cowan 5/10, Parker, Cape-Lehman yang telah disempurnakan, dll.), perangkat lunak NETZSCH LFA Proteus® mencakup banyak model perhitungan, koreksi, dan operasi matematika yang berbeda. Model Penetrasi secara khusus cocok untuk material berpori dan material dengan permukaan kasar. Fitur khusus dari perangkat lunak LFA Proteus® ini melibatkan penetrasi lampu kilat ke dalam spesimen di luar permukaan yang dipanaskan. Hal ini memperhitungkan porositas spesimen, yang menyebabkan sebagian besar energi kilatan cahaya disimpan di dalam spesimen. Ini berarti model Penetrasi mempertimbangkan 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 energi pulsa melalui lapisan tipis ke dalam ketebalan spesimen. Pengukuran pada sampel dari spesimen yang sama tetapi dengan struktur permukaan yang sangat berbeda (halus vs berpori), mengkonfirmasi ketepatan model Penetrasi.