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비균질 재료 - 열전도도 결정: 샘플 크기의 문제

소개

대리석은 다양한 물리적 특성을 지닌 천연석으로 건축, 조각, 장식 등의 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 대리석은 열전도율이 우수하여 바닥재나 조리대와 같은 용도에서 온도를 효과적으로 전달할 수 있어 주방이나 냉각실 등에 널리 사용됩니다. 그러나 대리석의 종류에 따라 물리적 특성이 다를 수 있으므로 사용하기 전에 선택한 대리석의 특성을 주의 깊게 확인해야 합니다.

측정 방법에 관계없이 샘플 크기는 재료가 "비균질"로 간주되는지 여부를 결정하는 데 결정적인 역할을 하는 경우가 많습니다. 일반적으로 측정 방법에 필요한 샘플이 클수록 측정 영역이 넓어지므로 조성 및/또는 구조의 사소한 차이로 인한 영향이 줄어듭니다. 따라서 한 방법에서는 재료의 샘플이 대표적이라고 간주될 수 있는 반면, 더 작은 샘플을 사용하는 다른 방법에서는 재료가 너무 불균질하여 대표적이라고 간주되지 않을 수 있습니다. 특정 속성에 대한 통계적 결론을 내리기 위해 여러 샘플을 조사해야 할 수도 있습니다.

측정 조건

GHFM(보호 열 유량계) 방법에 따라 TCT 716 Lambda 을 사용한 열전도도 측정은 직경이 약 51mm이고 두께가 수 밀리미터에서 수 센티미터인 비교적 large 샘플에서 수행됩니다. Small 따라서 샘플 내의 불균일성은 그다지 결정적인 영향을 미치지 않습니다.

측정 결과

직경 51mm, 두께 24.5mm의 대리석 샘플 2개를 두 개의 서로 다른 TCT 측정 장치에서 검사했습니다. 측정은 25°C와 200°C 사이에서 수행되었습니다.

그림 1의 녹색 원은 샘플 1의 측정값을, 파란색 삼각형은 샘플 2의 측정값을 나타냅니다. 실선은 첫 번째 TCT에서의 측정값을, 점선은 두 번째 TCT 측정 장치에서의 측정값을 나타냅니다. 동일한 측정 장치에서 측정한 샘플 1과 2를 비교하면 약 1~3%의 차이가 있으며, 샘플 1의 열전도도가 더 낮은 경향이 있습니다. 두 TCT 장치에서 측정한 시료의 차이는 최대 3%로 비슷한 범위입니다. 따라서 샘플 간의 차이는 미미한 것으로 간주할 수 있습니다. 대리석의 불균일성에도 불구하고 모든 결과는 ± 3% 이내입니다.

1) 25°C와 200°C 사이의 두 대리석 샘플의 열전도도를 두 개의 서로 다른 TCT 716 Lambda 측정 장치에서 측정했습니다.

요약

TCT 716 Lambda 은 비교적 large 샘플 형상에 대한 측정이 가능합니다. 즉, 약간 불균일한 재료에 대한 측정도 문제가 없으며 충분한 정확도를 얻을 수 있습니다.