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Testes de densidade em materiais pastosos usando um reômetro rotacional

Introdução

Os testes de DensidadeA densidade de massa é definida como a relação entre massa e volume. densidade em materiais pastosos, como pastas termicamente condutoras, polímeros fundidos, pastas de baterias etc., geralmente são bastante difíceis. Eles não podem ser realizados por meio do método convencional de Arquimedes porque esses materiais podem absorver água durante a imersão ou precisam ser investigados sob altas temperaturas, como acontece com os polímeros fundidos. Entretanto, muitos testes exigem o valor da DensidadeA densidade de massa é definida como a relação entre massa e volume. densidade como um índice para análises posteriores. Os exemplos incluem a aplicação da DensidadeA densidade de massa é definida como a relação entre massa e volume. densidade para calcular a Condutividade térmicaA condutividade térmica (λ com a unidade W/(m-K)) descreve o transporte de energia - na forma de calor - por um corpo de massa como resultado de um gradiente de temperatura (veja a fig. 1). De acordo com a segunda lei da termodinâmica, o calor sempre flui na direção da temperatura mais baixa.condutividade térmica da pasta térmica por meio da análise de flash a laser (LFA); o uso da DensidadeA densidade de massa é definida como a relação entre massa e volume. densidade inicial da amostra como referência para analisar a expansão térmica na dilatometria (DIL); e, é claro, a aplicação da DensidadeA densidade de massa é definida como a relação entre massa e volume. densidade da amostra em testes reológicos, nos quais ela também é necessária para o fluxo de compressão. Portanto, um método rápido e preciso para medir a DensidadeA densidade de massa é definida como a relação entre massa e volume. densidade é muito importante. Ao usar a placa paralela do reômetro rotacional, o valor da DensidadeA densidade de massa é definida como a relação entre massa e volume. densidade de materiais pastosos pode ser medido com rapidez e precisão.

Condições de medição e preparação de amostras

As condições de medição estão detalhadas na tabela 1. A Figura 1 mostra uma graxa térmica com um conteúdo sólido muito alto, exibindo um estado quase sólido não fluido. Para determinar a DensidadeA densidade de massa é definida como a relação entre massa e volume. densidade dessa pasta, é usada uma placa de diâmetro maior, como a placa de 60 mm mostrada neste exemplo. Além disso, é necessário destacar rapidamente o prato inferior, pois precisamos colocar o prato inferior na balança e pesar a amostra.

Tabela 1: Condições de medição

AmostraGraxa térmica
Temperatura25°C
GeometriaPlaca paralela (60 mm)
Modo de testeAbertura manual
Material de teste turquesa em um recipiente ao lado de uma mão preparando uma amostra para análise com equipamento especializado.
1) Amostra de graxa térmica (esquerda) e geometria superior de PU de 60 mm (direita; rapidamente removível)

Realização das medições

Depois de zerar a folga, com base na placa inferior rapidamente destacável do reômetro rotacional NETZSCH Kinexus, a placa inferior foi removida e colocada na balança. A massa da amostra foi pesada (figura 2). Depois disso, a placa inferior foi instalada novamente no cartucho. Um valor específico de folga foi definido. Essa folga foi mantida para liberar totalmente a EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão interna da amostra. A placa superior foi levantada para cima, de modo que uma impressão circular clara aparecesse no material. Devido à EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão superficial desse tipo de material de pasta fluida, ele pode formar um círculo padrão após passar por uma compressão tão significativa. Em seguida, podemos usar um paquímetro para medir o diâmetro da impressão circular, conforme mostrado na figura 3, e o volume da amostra pode ser calculado com precisão pela fórmula a seguir:

V = πr2h

V: volume [mm3], r: raio da impressão circular [mm]
h: espaço [mm]

A DensidadeA densidade de massa é definida como a relação entre massa e volume. densidade também pode ser obtida como:

ρ = m/V

ρ: DensidadeA densidade de massa é definida como a relação entre massa e volume. densidade [g-mm-3], m: massa [g], V: volume [mm3]

Uma amostra de turquesa pesa 2,5 gramas em uma balança eletrônica, destacando a precisão na medição do material.
2) Pesagem da massa da amostra
Medição de uma substância cristalina azul em uma placa de Petri com um paquímetro digital que exibe 55,76 mm.
3) Medição do diâmetro da impressão circular

Resultados da medição

A pasta térmica tinha uma massa de 2,5 g, a folga de ajuste era de 0,5 mm, o diâmetro da impressão circular era de 55,76 mm e, por fim, a densidade final calculada era de 2,048g/cm³ (consulte a tabela 2).

Tabela 2: Resultados da medição

Massa / gFolga / mmDiâmetro / mmVolume / mm³DensidadeA densidade de massa é definida como a relação entre massa e volume. Densidade / g/cm³
2.50.555.761220.972.048

Conclusão

Quando encontramos amostras não sólidas, como materiais pastosos propensos à absorção de água ou polímeros fundidos que exigem altas temperaturas de teste, não é possível usar o método de Arquimedes para o teste de densidade. Podemos realizar testes de densidade rápidos e precisos usando um reômetro rotacional com uma placa paralela rapidamente removível.

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