소개
섬유 강화 플라스틱은 가벼우면서도 높은 강성을 자랑합니다. 이러한 특성 덕분에 자동차 산업에서 건축 자재로 유용하게 사용됩니다. 생산 중 공정 시간을 최적화하기 위해 이러한 소재의 열전도도는 모니터링해야 할 중요한 특성입니다. 열전도율은 온도뿐만 아니라 보강재의 방향에 따라 달라집니다.
LFA 467 HyperFlash® 을 사용하면 이방성 재료의 열전도도를 다양한 공간 방향에서 온도에 따른 함수로 쉽고 빠르게 측정할 수 있습니다.
샘플 및 실험
단방향* 및 양방향**으로 강화된 탄소섬유 강화 에폭시 수지를 조사했습니다. 열전도율은 섬유 방향에 평행 및 수직으로 모두 분석되었습니다. 측정은 120°C에서 200°C 사이의 표준 시료 홀더(12.7mm 정사각형)에서 20K 단계로 수행되었으며, 비열은 DSC 204 F1 Phoenix® 를 사용하여 측정했습니다.
* 단방향: 보강재의 모든 섬유가 서로 평행함
**양방향: 보강재의 섬유가 0° 및 90° 각도로 교차됨
결과 및 토론
그림 1은 단방향(검은색) 및 양방향(빨간색) 강화 플라스틱 샘플의 열전도도를 보여줍니다. 섬유 방향으로 측정한 단방향 강화 샘플(검은색 점)이 가장 높은 열전도율을 보였습니다. 섬유 방향으로 측정한 양방향 강화 샘플의 열전도도는 조금 더 낮았습니다. 섬유 방향(점)의 탄소 섬유의 높은 열전도율로 인해 두 샘플 모두 섬유 방향에 평행한 열전도율이 섬유 방향에 수직인 열전도율(다이아몬드)보다 7~12배 더 높았습니다. 수직 방향으로 측정한 경우 측정 방향에 수직인 섬유의 전반적인 방향은 거의 영향을 미치지 않기 때문에 두 샘플의 열전도도 값이 거의 동일하게 나왔습니다.

결론
액체, 분말, 얇은 금속 호일 등의 측정과 같은 특수 측정 작업을 위해 다양한 시료 홀더가 개발되었습니다(예: LFA 467 Hyperflash). 이 중에는 여기에 설명된 조사에 사용되는 특수 라미안테 시료 홀더가 있습니다. 이 특수 설계된 시료 홀더를 사용하면 내장된 섬유의 방향에 따른 탄소섬유 강화 재료의 열 확산률의 이방성을 빠르고 쉽게 측정할 수 있습니다.