소개
열 전도성 페이스트, 폴리머 용융물, 배터리 슬러리 등과 같은 페이스트성 물질의 밀도 테스트는 일반적으로 매우 어렵습니다. 이러한 물질은 담그는 동안 물을 흡수하거나 폴리머 용융물처럼 고온에서 조사해야 하기 때문에 기존의 아르키메데스 방법으로는 수행할 수 없습니다. 그러나 많은 테스트에서 추가 분석을 위한 지표로 밀도 값이 필요합니다. 예를 들어 레이저 플래시 분석(LFA)을 통해 열 페이스트의 열 전도도를 계산하기 위해 밀도를 적용하고, 팽창 측정(DIL)에서 열 팽창을 분석하기 위해 시료의 초기 밀도를 기준으로 사용하며, 스퀴즈 흐름에도 필요한 유변학적 테스트에서 시료의 밀도를 적용하는 것이 포함됩니다. 따라서 밀도를 빠르고 정확하게 측정하는 방법은 매우 중요합니다. 회전 레오미터의 평행 플레이트를 사용하면 페이스트 재료의 밀도 값을 빠르고 정확하게 측정할 수 있습니다.
측정 조건 및 시료 준비
측정 조건은 표 1에 자세히 나와 있습니다. 그림 1은 고체 함량이 매우 높고 흐르지 않는 준고체 상태를 나타내는 열 그리스를 보여줍니다. 이 페이스트의 밀도를 측정하기 위해 이 예에 표시된 60mm 플레이트와 같이 더 큰 직경의 플레이트가 사용됩니다. 또한 하부 플레이트를 저울에 올려놓고 시료의 무게를 측정해야 하므로 하부 플레이트를 빠르게 분리해야 합니다.
표 1: 측정 조건
| 샘플 | 열 그리스 |
|---|---|
| 온도 | 25°C |
| 기하학적 구조 | 평행 플레이트(60mm) |
| 테스트 모드 | 수동 간격 |
측정 수행
간격을 0으로 맞춘 후, 빠르게 분리할 수 있는 하부 플레이트( NETZSCH )를 사용하여 키넥서스 회전 레오미터의 하부 플레이트를 제거하여 저울 위에 놓았습니다. 시료의 질량을 측정했습니다(그림 2). 그 후 하부 플레이트를 카트리지에 다시 설치했습니다. 특정 간격 값이 설정되었습니다. 이 간격은 시료의 내부 응력을 완전히 방출하기 위해 유지되었습니다. 상판을 위로 들어 올려 재료에 선명한 원형 각인이 나타나도록 했습니다. 이러한 종류의 유동성 페이스트 재료의 표면 장력으로 인해 상당한 압축을 거친 후 표준 원을 형성할 수 있습니다. 그런 다음 버니어 캘리퍼를 사용하여 그림 3과 같이 원형 임프린트의 직경을 측정할 수 있으며 다음 공식으로 샘플의 부피를 정확하게 계산할 수 있습니다:
V = πr2h
V: 부피 [mm3], r: 원형 임프린트의 반경 [mm]
h: 간격 [mm]
밀도는 다음과 같이 구할 수도 있습니다:
ρ = m/V
ρ: 밀도 [g-mm-3], m: 질량 [g], V: 부피 [mm3]
측정 결과
열 페이스트의 질량은 2.5g, 세팅 간격은 0.5mm, 원형 임프린트 직경은 55.76mm, 마지막으로 최종 계산된 밀도는 2.048g/cm³였습니다(표 2 참조).
표 2: 측정 결과
| 질량 / g | 간격 / mm | 직경 / mm | 부피 / mm³ | 밀도 / g/cm³ |
|---|---|---|---|---|
| 2.5 | 0.5 | 55.76 | 1220.97 | 2.048 |
결론
수분을 흡수하기 쉬운 페이스트 물질이나 높은 테스트 온도가 필요한 폴리머 용융물과 같은 비고체 시료의 경우 밀도 테스트에 아르키메데스 방법을 사용할 수 없습니다. 빠르게 분리할 수 있는 평행 플레이트가 있는 회전 레오미터를 사용하면 빠르고 정확한 밀도 테스트를 수행할 수 있습니다.