26.09.2023 by Aileen Sammler
Sull'influenza del rivestimento in grafite per i materiali ad alta conduttività
Suggerimenti e trucchi per le misure con l'analisi laser flash (LFA)
Le tecniche di analisi termica come la Laser/Light Flash Analysis (LFA) forniscono preziose informazioni sul comportamento dei materiali in condizioni di temperatura variabili. Per la misurazione precisa delle proprietà termofisiche, come 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, il metodo LFA si è dimostrato un metodo assoluto veloce, versatile e preciso.
In questo articolo del blog, ci concentreremo sull'importanza dell'uso del rivestimento di grafite nelle misure LFA, in particolare per i campioni ad alta conduttività come il rame o l'alluminio. Esploriamo il ruolo della grafite nel migliorare l'accuratezza delle misure LFA e comprendiamo come ottimizzare il rivestimento per le diverse proprietà del materiale.
Perché utilizzare il rivestimento in grafite?
I rivestimenti di grafite hanno molteplici funzioni nelle misure LFA. Migliorano le proprietà di emissione e assorbimento della superficie del campione, garantendo un migliore rapporto segnale/rumore per il rivelatore. Ciò si traduce in misurazioni più accurate. Inoltre, la grafite non è riflettente. Questo riduce al minimo le interferenze durante l'analisi e fornisce dati affidabili per ulteriori analisi.
Influenza dello strato di grafite sulla resistenza termica
Per campioni standard come polimeri o ceramiche, che hanno una bassa conducibilità termica, l'impatto dello strato di grafite è trascurabile rispetto all'elevata resistenza termica del campione. In questi casi, è sufficiente un sottile strato di grafite di pochi micrometri.
Tuttavia, per materiali altamente conduttivi come il rame o l'alluminio, con tempi di misura più brevi, inferiori a circa 150 millisecondi, lo strato di grafite può influenzare significativamente i risultati. Pertanto, la scelta dei rivestimenti di grafite deve essere personalizzata in base agli obiettivi di misura specifici.
Rivestimento di campioni altamente conduttivi per misure di 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
Il modo ideale di rivestire un campione ad alta conduttività con la grafite dipende da quale proprietà del materialeèda determinare. Quando si misura 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 di materiali ad alta conduttività come il rame (Cu) o l'alluminio (Al) con una durata breve (vedere figura 1), è opportuno non utilizzare grafite o solo una small quantità (come un "tocco") di grafite. Questo approccio riduce al minimo l'impatto dello strato di grafite sulla misura, garantendo risultati accurati.
Rivestimento di campioni altamente conduttivi per la misurazione dellaCapacità 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
Per le misure dellaCapacità 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, l'obiettivo è confrontare l'aumento massimo del segnale tra il campione e il riferimento. A tal fine, il campione e il riferimento devono avere le stesse proprietà di emissione e assorbimento. A tal fine, è essenziale uno strato di grafite completo.
Studio del rivestimento di grafite su un campione di rame
Per dimostrare l'influenza dei diversi rivestimenti di grafite sulla 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 e sullaCapacità 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 dei materiali ad alta conducibilità, è stato analizzato un campione di rame. Il rame è un materiale standard comune con valori di 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 noti.
L'indagine ha coinvolto tre gruppi di tipi di rivestimento:
- Campione bianco: Senza alcun rivestimento di grafite, il segnale rimane basso a causa del minimo apporto di energia.
- Tocco di grafite: Il risultato è conforme al valore di letteratura entro il ± 3%.
- Strato/i completo/i di grafite: ogni strato aggiuntivo causa una diminuzione della 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
Per la determinazione del calore specifico è necessario uno strato di grafite di copertura per raggiungere un massimo ragionevole. Se si aggiungono altri strati, il massimo rimane allo stesso livello e quindi non migliora i risultati.
Obiettivo diverso, rivestimento diverso! Ottimizzazione del rivestimento in grafite
In sintesi, il rivestimento dei campioni ad alta conduttività con grafite deve essere regolato in base alla specifica proprietà del materiale da misurare. Per le misure diDiffusività 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 di breve durata, è sufficiente una quantità minima di grafite. Tuttavia, per le misurazioni dellaCapacità 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, uno strato completo di grafite è essenziale per garantire risultati accurati e coerenti.
Nei casi in cui è necessario determinare sia laDiffusività 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 che laCapacità 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, si raccomanda di suddividere le indagini in due misure separate. Prima si misura laDiffusività 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 con un tocco di grafite, poi si pulisce il campione prima di applicare uno strato completo di grafite per misurare laCapacità 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.
Comprendendo e ottimizzando il rivestimento di grafite, la ricercaarcpuò massimizzare l'accuratezza e l'affidabilità delle misure di Laser Flash Analysis, portando in ultima analisi a una migliore comprensione del comportamento e delle prestazioni del materiale.
