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고투명 재료의 열전도도 측정

소개

유리와 같이 투명도가 높은 물질의 열전도도를 측정하는 것은 일부 측정 방법에서는 어려운 과제입니다. 레이저 플래시 분석(LFA)은 열 확산도 및 열 전도도를 측정하는 데 가장 널리 사용되는 방법 중 하나입니다. LFA 측정을 수행하려면 재료가 불투명하거나 불투명하게 만들어져야 합니다. 이를 위해서는 투명도가 높은 시료를 위한 특수 코팅 기술이 필요할 수 있습니다.

TCT 716 Lambda 기기를 사용한 보호 열유량계(GHFM) 측정 방법(ASTM E 1530)을 사용하면 특별한 전처리 없이 이러한 샘플을 측정할 수 있습니다. TCT 716 Lambda 은 -10~300°C 사이의 낮은 열전도율과 medium 열전도율을 가진 고체 및 경질 시료를 측정할 수 있습니다.

낮은 열전도율과 극심한 온도 변화를 견딜 수 있는 능력 덕분에 파이렉스®라는 브랜드명으로도 알려진 붕규산 유리는 높은 열 성능이 필요한 많은 분야에서 없어서는 안 될 소재입니다. 예를 들어 플라스크나 시험관과 같은 실험실 장비, 의료 기술의 멸균 용기, 베이킹 접시나 계량컵과 같은 주방 용품 등이 있습니다.

측정 조건

서로 다른 제조사의 붕규산 유리 샘플 두 개(Aachner Quarzglas Technologie Heinrich GmbH & Co. KG와 Corning Inc.)를 TCT 716 Lambda 을 사용하여 검사했습니다. 샘플의 직경은 약 51mm, 두께는 각각 25.4mm와 12.7mm였으며, 서로 다른 위치에서 두 개의 서로 다른 TCT 716 Lambda 측정기(NETZSCH-Gerätebau GmbH, Selb 및 NETZSCH Instruments North America, LLC)로 검사했습니다.

모든 측정과 마찬가지로 테스트 전에 샘플과 플레이트 사이의 접촉 저항을 줄이고 보정에 맞추기 위해 열 페이스트를 샘플에 도포했습니다. 그런 다음 샘플을 각각 -10°C에서 300°C까지, 25°C에서 150°C까지 측정했습니다.

측정 결과

그림 1은 측정 결과를 요약한 것입니다. 파란색 삼각형과 녹색 원은 TCT 측정 결과를 나타내며 양호한 일치도를 보여줍니다. 파이렉스®는 국제적으로 알려진 열 전도성 기준 물질이기도 합니다[1]. 이 값은 그림 1에서 검은색 선으로 표시됩니다. 모든 측정 결과는 문헌 값의 ± 3% 이내입니다.

1) TCT 716 Lambda 을 사용하여 -10°C ~ 300°C 에서 붕규산 유리(파이렉스®)의 열전도율을 문헌 값과 비교한 측정 결과

요약

고투명 물질의 측정은 시료의 특별한 전처리 없이 TCT 716 Lambda 을 사용하여 쉽게 수행할 수 있으며 문헌 값과 잘 일치하는 것으로 나타났습니다.

Literature

  1. [1]
    I. 윌리엄스, R.E. 쇼이어: 인증 보고서열 전도성을 위한 파이렉스 유리 기준 재료75°C에서 195°C 사이; CCRM-039; 유럽 공동체 위원회유럽 공동체; 룩셈부르크; 1991