Validatie met Inconel 600
Inleiding
Inconel 600 is een beproefde nikkel-chroom-ijzerlegering die vaak wordt gebruikt als referentiemateriaal voor het bepalen van 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. De Thermische stabiliteitEen materiaal is thermisch stabiel als het niet ontleedt onder invloed van temperatuur. Een manier om de thermische stabiliteit van een stof te bepalen is door een TGA (thermogravimetrische analyser) te gebruiken. thermische stabiliteit, oxidatiebestendigheid en mechanische sterkte maken het ideaal voor gebruik in kalibratieprocedures. Daarom wordt het al jaren door onderzoeksinstituten gebruikt als standaardmateriaal. De goede verkrijgbaarheid en homogene samenstelling dragen ook bij aan de geschiktheid als referentie.
De Guarded Heat Flow Meter (GHFM) is vooral bekend voor 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 polymeren, maar ook laaggeleidende metalen kunnen met deze techniek bestudeerd worden.
Meetomstandigheden
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 werd gemeten met de TCT 716 Lambda bewaakte warmtestromingsmeter (GHFM). Bij deze stationaire methode wordt een monster van bepaalde dikte tussen twee platen geplaatst die tot verschillende temperaturen worden verwarmd. Hierdoor ontstaat een warmtestroom door het monster. De warmtestroom wordt gedetecteerd en 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 kan worden berekend.
Met behulp van de TCT 716 Lambda, die gelijktijdige metingen op twee monsters mogelijk maakt, werden twee Inconel 600 monsters met een diameter van 51 mm en een dikte van ongeveer 31,8 mm geanalyseerd. Voorafgaand aan de meting werden de monsters gecoat met siliconenvet om het contact tussen het monster en de platen te verbeteren en de grensvlakweerstand te minimaliseren. De meting werd gelijktijdig uitgevoerd op beide monsters in een temperatuurbereik tussen kamertemperatuur en 300°C. Tijdens de test werd een druk van ongeveer 175 kPa op de monsters uitgeoefend.
Voor de evaluatie van de meetresultaten werd de kalibratie met kwartsglas gebruikt.
Tabel 1: Meetparameters
| Methode | GHFM |
|---|---|
| Kalibratiemateriaal | Kwartsglas |
| Monsters | Inconel 600 |
| Diameter monster | 51 mm |
| Dikte monster | 31.8 mm |
| Atmosfeer | Lucht |
| Contactdruk | 175 kPa |
| Temperatuurprogramma | RT tot 300°C in intervallen van 50 K |
Meetresultaten
Figuur 1 toont 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 vergeleken met literatuurgegevens [1]. Beide monsters liggen binnen de uitgebreide meetonzekerheid van ongeveer 4,8% die wordt verwacht voor Inconel 600 [2].
Conclusie
De meetresultaten bevestigen dat de TCT 716 Lambda Heat Flow Meter gebruikt kan worden om 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 betrouwbaar te bepalen, zelfs op laaggeleidende metalen. Dit onderstreept de precisie en reproduceerbaarheid van de meetmethode, vooral in het temperatuurbereik in kwestie. De verkregen gegevens komen goed overeen met literatuurwaarden, wat de geschiktheid van deze methode voor thermofysische analyse verder bevestigt.