Inleiding
Het bepalen van de Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid van zeer transparante materialen, zoals glas, vormt een uitdaging voor sommige meetmethoden. De Laser Flash Analysis (LFA) is een van de meest gebruikte methoden om de Thermische diffusieThermische diffusie (a met de eenheid mm2/s) is een materiaalspecifieke eigenschap voor het karakteriseren van onstabiele warmtegeleiding. Deze waarde beschrijft hoe snel een materiaal reageert op een verandering in temperatuur.thermische diffusie en warmtegeleiding te bepalen. Om een LFA meting uit te voeren moet het materiaal ondoorzichtig zijn of gemaakt worden. Dit kan speciale coatingtechnieken vereisen voor zeer transparante monsters.
Met de meetmethode Guarded Heat Flow Meter (GHFM) (ASTM E 1530) met het TCT 716 Lambda instrument kunnen dergelijke monsters zonder speciale voorbehandeling worden gemeten. De TCT 716 Lambda kan vaste en stijve monsters meten met een laag en medium warmtegeleidingsvermogen tussen -10 en 300 °C.
De lage Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid en het vermogen om extreme temperatuurschommelingen te weerstaan, maken borosilicaatglas, ook bekend onder de merknaam Pyrex®, een onmisbaar materiaal op veel gebieden die hoge thermische prestaties vereisen. Voorbeelden hiervan zijn laboratoriumapparatuur zoals kolven of reageerbuizen, sterilisatiecontainers in de medische technologie of keukengerei zoals ovenschalen en maatbekers.
Meetomstandigheden
Twee monsters van borosilicaatglas van verschillende fabrikanten (Aachner Quarzglas Technologie Heinrich GmbH & Co. KG en Corning Inc.) werden onderzocht met de TCT 716 Lambda. De monsters hadden een diameter van ongeveer 51 mm en een dikte van respectievelijk 25,4 mm en 12,7 mm en werden onderzocht met twee verschillende TCT 716 Lambda meetapparaten op verschillende locaties (NETZSCH-Gerätebau GmbH, Selb, en NETZSCH Instruments North America, LLC).
Zoals bij elke meting werd er vóór de test thermische pasta op de proefstukken aangebracht om de ContactweerstandVolgens de tweede wet van de thermodynamica beweegt de warmteoverdracht tussen twee systemen altijd in de richting van hogere naar lagere temperaturen. De hoeveelheid thermische energie die wordt overgedragen door warmtegeleiding, bijvoorbeeld door een muur van een gebouw, wordt beïnvloed door de thermische weerstand van de betonnen muur en de isolatielaag.contactweerstand tussen het proefstuk en de platen te verminderen en om ze op één lijn te brengen met de kalibratie. De monsters werden vervolgens gemeten van respectievelijk -10°C tot 300°C en van 25°C tot 150°C.
Meetresultaten
Figuur 1 vat de meetresultaten samen. De blauwe driehoeken en groene cirkels geven de resultaten van de TCT-metingen weer en laten een goede overeenkomst zien. Pyrex® is ook een internationaal bekend referentiemateriaal voor Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid [1]. Deze waarden worden weergegeven door de zwarte lijn in figuur 1. Alle meetresultaten liggen binnen ± 3% van de literatuurwaarde.
Samenvatting
De meting van zeer transparante materialen is eenvoudig uit te voeren met de TCT 716 Lambda zonder speciale voorbehandeling van de monsters en toont een goede overeenkomst met literatuurwaarden.