| Published: 

Penentuan Konduktivitas Termal Bahan yang Sangat Transparan

Pendahuluan

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 bahan yang sangat transparan, seperti kaca, merupakan tantangan tersendiri bagi sebagian metode pengukuran. Laser Flash Analysis (LFA) adalah salah satu metode yang paling banyak digunakan untuk menentukan 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. Untuk melakukan pengukuran LFA, bahan harus buram, atau dibuat demikian. Hal ini memerlukan teknik pelapisan khusus untuk sampel yang sangat transparan.

Metode pengukuran Guarded Heat Flow Meter (GHFM) (ASTM E 1530) dengan instrumen TCT 716 Lambda memungkinkan pengukuran sampel semacam itu tanpa perlakuan awal khusus. TCT 716 Lambda dapat mengukur sampel padat dan kaku dengan 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 rendah dan medium antara -10 dan 300°C.

Konduktivitas termal yang rendah dan kemampuan untuk menahan fluktuasi suhu yang ekstrem membuat kaca borosilikat, yang juga dikenal dengan nama merek Pyrex®, menjadi bahan yang sangat diperlukan di banyak bidang yang membutuhkan kinerja termal yang tinggi. Contohnya adalah peralatan laboratorium seperti labu atau tabung reaksi, wadah sterilisasi dalam teknologi medis, atau peralatan dapur seperti loyang dan gelas ukur.

Kondisi Pengukuran

Dua sampel kaca borosilikat dari produsen yang berbeda (Aachner Quarzglas Technologie Heinrich GmbH & Co. KG dan Corning Inc.) diperiksa dengan menggunakan TCT 716 Lambda. Sampel memiliki diameter sekitar 51 mm dan ketebalan 25,4 mm dan 12,7 mm, masing-masing, dan diperiksa dengan dua alat pengukur TCT 716 Lambda yang berbeda di lokasi yang berbeda (NETZSCH-Gerätebau GmbH, Selb, dan NETZSCH Instruments North America, LLC).

Seperti pada setiap pengukuran, pasta termal diaplikasikan pada sampel sebelum pengujian untuk mengurangi Resistensi KontakMenurut hukum termodinamika kedua, perpindahan panas antara dua sistem selalu bergerak ke arah yang lebih tinggi ke suhu yang lebih rendah. Jumlah energi panas yang ditransfer melalui konduksi panas, misalnya, melalui dinding bangunan, dipengaruhi oleh resistensi termal dari dinding beton dan lapisan insulasi. resistensi kontak antara sampel dan pelat dan untuk menyelaraskan dengan kalibrasi. Sampel kemudian diukur dari -10°C hingga 300°C, dan dari 25°C hingga 150°C.

Hasil Pengukuran

Gambar 1 merangkum hasil pengukuran. Segitiga biru dan lingkaran hijau mewakili hasil pengukuran TCT dan menunjukkan kesesuaian yang baik. Pyrex® juga merupakan bahan referensi yang dikenal secara internasional untuk 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 [1]. Nilai-nilai ini diwakili oleh garis hitam pada Gambar 1. Semua hasil pengukuran berada dalam ± 3% dari nilai literatur.

1) Hasil pengukuran 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 kaca borosilikat (Pyrex®) dari -10°C hingga 300°C menggunakan TCT 716 Lambda dibandingkan dengan nilai literatur

Ringkasan

Pengukuran bahan yang sangat transparan mudah dilakukan dengan menggunakan TCT 716 Lambda tanpa perlakuan awal khusus pada sampel dan menunjukkan kesesuaian yang baik dengan nilai literatur.

Literature

  1. [1]
    I. Williams, R.E. Shawyer: Laporan sertifikasi untuk abahan referensi kaca pyrex untuk konduktivitas termalantara -75 ° C dan 195 ° C; CCRM-039; Komisimasyarakat Eropa; Luksemburg; 1991