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Determinazione della conduttività termica mediante TCT - Misura diretta e semplice

Introduzione

La conducibilità termica può essere determinata con diversi metodi. Un metodo consolidato e riconosciuto è l'LFA (Laser Flash Analysis). Questo metodo determina principalmente la Diffusività termicaLa diffusività termica (a con unità di misura mm2/s) è una proprietà specifica del materiale per caratterizzare la conduzione termica instabile. Questo valore descrive la velocità con cui un materiale reagisce a una variazione di temperatura.diffusività termica, α; quindi, insieme ai dati relativi alla densità, ρ, e alla Capacità termica specifica (cp)La capacità termica è una grandezza fisica specifica del materiale, determinata dalla quantità di calore fornita al campione, divisa per l'aumento di temperatura risultante. La capacità termica specifica è correlata all'unità di massa del campione. capacità termica specifica, Capacità termica specifica (cp)La capacità termica è una grandezza fisica specifica del materiale, determinata dalla quantità di calore fornita al campione, divisa per l'aumento di temperatura risultante. La capacità termica specifica è correlata all'unità di massa del campione.cp, è possibile calcolare la Conduttività termicaLa conducibilità termica (λ con unità di misura W/(m-K)) descrive il trasporto di energia - sotto forma di calore - attraverso un corpo di massa come risultato di un gradiente di temperatura (vedi fig. 1). Secondo la seconda legge della termodinamica, il calore fluisce sempre nella direzione della temperatura più bassa.conduttività termica, λ, utilizzando la Formula 1.

λ = α Capacità termica specifica (cp)La capacità termica è una grandezza fisica specifica del materiale, determinata dalla quantità di calore fornita al campione, divisa per l'aumento di temperatura risultante. La capacità termica specifica è correlata all'unità di massa del campione.cp∙ρ(Formula 1)

Per determinare la Conduttività termicaLa conducibilità termica (λ con unità di misura W/(m-K)) descrive il trasporto di energia - sotto forma di calore - attraverso un corpo di massa come risultato di un gradiente di temperatura (vedi fig. 1). Secondo la seconda legge della termodinamica, il calore fluisce sempre nella direzione della temperatura più bassa.conduttività termica con l'LFA sono quindi necessarie tre misurazioni di proprietà diverse. Con il TCT 716 Lambda, invece, che funziona secondo il metodo GHFM (Guarded Heat Flow Meter), la conducibilità termica può essere misurata direttamente. Ciò riduce lo sforzo di misurazione e facilita l'utente nel generare il valore di misura richiesto.

PEEK (Polietere Etere Chetone)

Il PEEK (polietere etere chetone) è un polimero ad alta Temperature di fusione ed entalpieL'entalpia di fusione di una sostanza, nota anche come calore latente, è una misura dell'apporto di energia, tipicamente calore, necessario per convertire una sostanza dallo stato solido a quello liquido. Il punto di fusione di una sostanza è la temperatura alla quale essa cambia stato da solido (cristallino) a liquido (fusione isotropa). fusione e un termoplastico ad alte prestazioni. Grazie alla sua eccellente resistenza, il PEEK viene spesso utilizzato quando deve sopportare carichi elevati in condizioni termiche e/o chimiche sfavorevoli. Esempi di applicazioni si trovano nell'industria aerospaziale, nella tecnologia medica e nell'industria chimica.

Condizioni di misura

Le seguenti misure sono state eseguite su PEEK. Tutti i campioni sono stati preparati da una barra più grande.

Risultati della misurazione

La Figura 1 mostra i risultati della Conduttività termicaLa conducibilità termica (λ con unità di misura W/(m-K)) descrive il trasporto di energia - sotto forma di calore - attraverso un corpo di massa come risultato di un gradiente di temperatura (vedi fig. 1). Secondo la seconda legge della termodinamica, il calore fluisce sempre nella direzione della temperatura più bassa.conduttività termica del PEEK misurata mediante TCT in funzione della temperatura. I punti o diamanti blu e verdi mostrano i risultati di due campioni di PEEK su due diversi strumenti TCT da 25°C a un massimo di 250°C. La Conduttività termicaLa conducibilità termica (λ con unità di misura W/(m-K)) descrive il trasporto di energia - sotto forma di calore - attraverso un corpo di massa come risultato di un gradiente di temperatura (vedi fig. 1). Secondo la seconda legge della termodinamica, il calore fluisce sempre nella direzione della temperatura più bassa.conduttività termica tende ad aumentare con l'aumentare della temperatura. Le misure TCT mostrano una buona riproducibilità di max. ± 2%. Gli strumenti TCT sono stati calibrati con silice fusa per le misure.

1) Conducibilità termica di due campioni di PEEK misurata con due diversi strumenti TCT 716 Lambda in funzione della temperatura.

La Figura 2 riassume i risultati delle misurazioni TCT e LFA. Le croci arancioni e gialle rappresentano i risultati ottenuti con LFA. A tale scopo, la Capacità termica specifica (cp)La capacità termica è una grandezza fisica specifica del materiale, determinata dalla quantità di calore fornita al campione, divisa per l'aumento di temperatura risultante. La capacità termica specifica è correlata all'unità di massa del campione. capacità termica specifica è stata determinata tramite DSC e la densità è stata determinata a temperatura ambiente. I punti rossi con le barre di errore rappresentano il valore medio di tutte le misurazioni. I risultati di tutti i test sono compresi entro il ± 5%.

2) Confronto dei risultati della conducibilità termica del PEEK ottenuti con gli strumenti di misura LFA 467 HyperFlash® e TCT 716 Lambda.

Sintesi

Con il TCT 716 Lambda, la determinazione della Conduttività termicaLa conducibilità termica (λ con unità di misura W/(m-K)) descrive il trasporto di energia - sotto forma di calore - attraverso un corpo di massa come risultato di un gradiente di temperatura (vedi fig. 1). Secondo la seconda legge della termodinamica, il calore fluisce sempre nella direzione della temperatura più bassa.conduttività termica è facile e il valore misurato può essere determinato direttamente. Il confronto con altri metodi consolidati, come l'LFA, mostra un buon accordo e una buona riproducibilità dei risultati di misura.