Wprowadzenie
Kalorymetr wielomodułowy NETZSCH (Kalorymetr wielomodułowy (MMC)Wielotrybowe urządzenie kalorymetryczne składające się z jednostki bazowej i wymiennych modułów. Jeden moduł jest przygotowany do kalorymetrii z przyspieszeniem (ARC®), ARC®-Module. Drugi służy do testów skanowania (Scanning Module), a trzeci do testowania baterii ogniw monetowych (Coin Cell Module).MMC) 274 Nexus® (rysunek 1) oferuje trzy różne moduły pomiarowe. Moduł ARC® może być używany do tak zwanych testów Heat-Wait-Search (HWS)Heat-Wait-Search to tryb pomiaru stosowany w urządzeniach kalorymetrycznych zgodnie z kalorymetrią przyspieszoną (ARC®).heat-wait-search (Heat-Wait-Search (HWS)Heat-Wait-Search to tryb pomiaru stosowany w urządzeniach kalorymetrycznych zgodnie z kalorymetrią przyspieszoną (ARC®).HWS) lub testów ucieczki termicznej [1][2]; Moduł skanowaniaModuł kalorymetru będący częścią kalorymetru wielomodułowego (MMC) umożliwiający skanowanie próbki. Procedura ta może służyć jako test przesiewowy w celu wykrycia potencjalnego zagrożenia termicznego w stosunkowo krótkim czasie pomiaru.moduł skanujący nadaje się do takich zastosowań, jak ocena endotermicznych lub egzotermicznych przejść fazowych, a także badanie zagrożeń termicznych [3][4]; a Moduł ogniw monetowychModuł kalorymetru będący częścią kalorymetru wielomodułowego (MMC) umożliwiający skanowanie i testy izotermiczne kompletnych monet o różnych rozmiarach. Bliźniacza konstrukcja podobna do DSC zapewnia różnicowy sygnał sygnatury cieplnej podczas rampy grzewczej lub ładowania i rozładowywania akumulatorów.moduł ogniw monetowych jest wyspecjalizowany do badania baterii [5]. Zewnętrzną jednostkę do cyklicznego testowania baterii można łatwo podłączyć do modułu Coin Cell Module za pomocą złącza LEMO. Sygnały napięcia i prądu mogą być przesyłane do oprogramowania ewaluacyjnego Proteus®; wynikowy sygnał mocy jest automatycznie określany i kwantyfikowany niezależnie dla ładowania i rozładowywania. Wykrywając straty ciepła podczas ładowania i rozładowywania, można ocenić wydajność cyklu pracy akumulatora. W tym celu podwójny nośnik próbek oferuje konfigurację różnicową podobną do DSC (rysunki 2a, b, c).
libraPonieważ większość nieniszczących badań izotermicznego ładowania i rozładowywania akumulatorów przeprowadza się w bardzo small zakresie temperatur zbliżonym do temperatury otoczenia, konieczne jest odpowiednie dostosowanie kalorymetru.libraW celu określenia temperatury i czułości kalorymetru, metale są zwykle używane jako materiały referencyjne.
Temperatura i czułość Calibration
Puste monety (rysunek 3) mogą być używane w sposób podobny do tygli DSC w celu przygotowania próbek lub materiałów referencyjnych. Moduł Kalorymetr wielomodułowy (MMC)Wielotrybowe urządzenie kalorymetryczne składające się z jednostki bazowej i wymiennych modułów. Jeden moduł jest przygotowany do kalorymetrii z przyspieszeniem (ARC®), ARC®-Module. Drugi służy do testów skanowania (Scanning Module), a trzeci do testowania baterii ogniw monetowych (Coin Cell Module).MMC Coin Cell Module pozwala na skanowanie przy umiarkowanych szybkościach ogrzewania, co minimalizuje przesunięcie dynamiczne i poprawia porównywalność z pomiarami izotermicznymi, takimi jak pomiary cykliczne baterii. Typowe materiały calibration wraz z odpowiadającymi im masami próbek podsumowano w tabeli 1. Zestaw calibration utworzony w ten sposób dla modułu ogniwa monetowego Kalorymetr wielomodułowy (MMC)Wielotrybowe urządzenie kalorymetryczne składające się z jednostki bazowej i wymiennych modułów. Jeden moduł jest przygotowany do kalorymetrii z przyspieszeniem (ARC®), ARC®-Module. Drugi służy do testów skanowania (Scanning Module), a trzeci do testowania baterii ogniw monetowych (Coin Cell Module).MMC pokazano na rysunku 4.
libraGal jest certyfikowanym i sprawdzonym materiałem do pomiarów temperatury i entalpii, zalecanym przez kilka instytucji [6]. Niemniej jednak jest rzadko używany, ponieważ reaguje z aluminium, które jest materiałem tygla najczęściej używanym w DSC. Jednak jego Temperatury i entalpie topnieniaEntalpia syntezy substancji, znana również jako ciepło utajone, jest miarą nakładu energii, zazwyczaj ciepła, która jest niezbędna do przekształcenia substancji ze stanu stałego w ciekły. Temperatura topnienia substancji to temperatura, w której zmienia ona stan ze stałego (krystalicznego) na ciekły (stopiony izotropowo).temperatura topnienia jest tylko nieznacznie wyższa od temperatury otoczenia. Ponieważ monety są wykonane ze stali, a stosowane szybkości nagrzewania są stosunkowo niskie, wyżej wymienione wady nie są istotne z punktu widzenia modułu ogniwa monetowego Kalorymetr wielomodułowy (MMC)Wielotrybowe urządzenie kalorymetryczne składające się z jednostki bazowej i wymiennych modułów. Jeden moduł jest przygotowany do kalorymetrii z przyspieszeniem (ARC®), ARC®-Module. Drugi służy do testów skanowania (Scanning Module), a trzeci do testowania baterii ogniw monetowych (Coin Cell Module).MMC.
Tabela 1: Materiały i masy zestawu calibration modułu ogniwa monetowego Kalorymetr wielomodułowy (MMC)Wielotrybowe urządzenie kalorymetryczne składające się z jednostki bazowej i wymiennych modułów. Jeden moduł jest przygotowany do kalorymetrii z przyspieszeniem (ARC), ARC-Module. Drugi służy do testów skanowania (Scanning Module), a trzeci do testowania baterii ogniw monetowych (Coin Cell Module).MMC
Calibration Materiał | Masa próbki [mg] | Temperatura topnienia [°C] | Entalpia topnienia [J/g] |
Gal | 473.9 | 29.76 | 80.2 |
Ind | 334.0 | 156.6 | 28.6 |
Cyna | 324.0 | 231.9 | 60.5 |
Bizmut | 306.0 | 271.3 | 53.8 |
Wyniki dotyczące topnienia wyżej omówionych materiałów referencyjnych przedstawiono na rysunku 5. Obliczone wielomiany calibration dla temperatury i czułości przedstawiono na rysunku 6. W celu podwójnego sprawdzenia wielomianów calibration zarówno dla temperatury, jak i czułości, zastosowano naftalen (C10H8).
Ponieważ wyniki uzyskane dla naftalenu były zgodne z wielomianami calibration, które zostały wyznaczone przy użyciu próbek metali, potwierdzają one słuszność calibration (rysunek 7).
Wnioski
Wyniki te dobrze demonstrują możliwości modułu Kalorymetr wielomodułowy (MMC)Wielotrybowe urządzenie kalorymetryczne składające się z jednostki bazowej i wymiennych modułów. Jeden moduł jest przygotowany do kalorymetrii z przyspieszeniem (ARC), ARC-Module. Drugi służy do testów skanowania (Scanning Module), a trzeci do testowania baterii ogniw monetowych (Coin Cell Module).MMC Coin Cell Module w odniesieniu do temperatury i entalpii calibration.libralibraWykorzystanie galu jako materiału do produkcji ogniw jest bardzo ważne, ponieważ odpowiednia temperatura w pobliżu temperatury otoczenia jest niezbędna w zastosowaniach akumulatorowych. Izotermiczne cykle akumulatorów są zwykle przeprowadzane w pobliżu lub nieco powyżej temperatury otoczenia.libraBardziej powszechne materiały kauczukowe, takie jak ind, na przykład o temperaturze topnienia 156,6°C, byłyby zbyt odległe od wymaganego zakresu zastosowań.