소개
열확산도, 비열, 열전도율과 같은 열물리학적 특성은 거친 세라믹의 생산 및 적용을 최적화하는 데 중요한 매개변수입니다. 수십 년 동안 이러한 특성은 고정식 방법(예: 가드 핫 플레이트 기법) 또는 ISO 8894에 따른 핫 와이어 방법과 같은 표준화된 과도 기법(그림 1의 TCT 426 참조)으로 결정되어 왔습니다. 그러나 이러한 방법은 large 샘플 크기와 낮은 열전도율로 제한됩니다. 또한 이러한 방법은 시간이 많이 소요됩니다.
플래시 방법은 비접촉 측정 기법이며 열전도율이 높은 물질도 문제없이 처리할 수 있습니다. 또한 플래시 방법은 열 확산도를 측정하는 절대적인 방법입니다. 최신 기기(그림 2의 LFA 427 참조)는 종종 재료의 비열을 동시에 측정할 수 있으므로 추가 측정 없이 열전도도를 결정할 수 있습니다. 플래시 방법은 small 치수의 균질 시료로 제한되기 때문에 불균질한 거친 세라믹을 분석하는 데는 이 방법이 사용되지 않았습니다. 그러나 최첨단 고감도 시스템을 사용하면 이제 더 큰 시료의 테스트가 가능해졌습니다[1]. 또한 플래시 방법의 빠른 테스트 시간 덕분에 벽돌에서 채취한 다양한 샘플을 추가 작업 없이 측정할 수 있습니다. 이 글에서는 탄화규소 함유 벽돌과 마그네시아 스피넬 벽돌에 대한 레이저 플래시와 열선 측정 결과를 비교합니다. 재료의 균질성과 방법의 재현성을 확인하기 위해 동일한 재료의 여러 샘플( small )에 대해 측정을 수행했습니다.
테스트 결과
그림 3은 LFA 427과 TCT 426을 사용하여 마그네시아 스피넬 벽돌(그림 4)에서 열전도도를 측정한 결과를 보여줍니다. 점선은 두 가지 다른 방법의 데이터를 결합한 평균값(오차 막대 ±10%)을 나타냅니다. 독립적인 LFA 및 TCT 측정값의 대부분이 평균에서 ±10% 범위 내에 있음을 분명히 알 수 있습니다. 이는 두 시스템의 정확도가 모두 높다는 것을 보여줍니다.
또한, 서로 다른 샘플 간의 편차는 마그네시아-스파이넬 벽돌의 불균일성으로 인해 열전도율의 가능한 범위를 보여줍니다. 탄화규소 함유 벽돌(그림 6)에 대한 LFA 및 TCT 측정값의 유사한 비교는 그림 5에 나와 있습니다. 다시 말하지만, 독립적인 측정값은 모두 두 방법의 평균 데이터 합계의 ±10% 이내입니다.
결론
레이저 플래시와 핫 와이어의 두 가지 방법으로 얻은 결과 사이의 좋은 일치도는 두 방법 모두 높은 정확도로 내화물을 분석하는 데 매우 적합하다는 것을 분명히 보여줍니다. 그러나 NETZSCH 모델 LFA 427은 몇 가지 장점을 제공합니다. 테스트 결과를 신속하고 높은 정확도로 얻을 수 있습니다. 측정 속도는 더 많은 시료 처리량으로 더 많은 시료를 테스트할 수 있으므로 small 시료 치수를 보완합니다. TCT 측정은 샘플 크기가 크고 안정화 시간이 길기 때문에 훨씬 더 많은 시간이 소요됩니다. 그러나 ISO 8894에 따른 열선 방식은 내화성 재료에 대한 요구가 높습니다.