Determinação do calor específico por meio de LFA

O método para determinar o calor específico com medições de LFA é descrito em detalhes na norma ASTM E1461-07, Anexo X2. Um dos principais requisitos dessa norma é o uso de um material de referência com um valor de calor específico conhecido. O _{Capacidade térmica específica (cp)A capacidade térmica é uma quantidade física específica do material, determinada pela quantidade de calor fornecida à amostra, dividida pelo aumento de temperatura resultante. A capacidade de calor específica está relacionada a uma unidade de massa do corpo de prova.cp} de um material desconhecido pode ser calculado comparando-se as alturas de sinal entre a amostra e a referência (consulte a fórmula).

• T: altura dos sinais do detector
• Q: energia do pulso
• Ganho: ganho de amplificação para a elevação térmica
• ρ: DensidadeA densidade de massa é definida como a relação entre massa e volume. densidade
• L: Espessura da amostra
• R: Raio da amostra

Até o momento, não há materiais padrão certificados de tamanho adequado (12,7 mm de diâmetro) disponíveis no mercado para essa finalidade. Portanto, a norma ASTM lista vários materiais de referência aceitos pelo setor para o estudo da Difusividade térmicaA difusividade térmica (a com a unidade mm2/s) é uma propriedade específica do material para caracterizar a condução de calor instável. Esse valor descreve a rapidez com que um material reage a uma mudança de temperatura.difusividade térmica no Anexo X3, como o ferro eletrolítico e o grafite POCO (AXM -5QA), que são distribuídos pelo NIST como padrões de 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.

NETZSCH o NIST oferece a você os seguintes materiais de referência, adaptados a várias faixas de temperatura e Difusividade térmicaA difusividade térmica (a com a unidade mm2/s) é uma propriedade específica do material para caracterizar a condução de calor instável. Esse valor descreve a rapidez com que um material reage a uma mudança de temperatura.difusividade térmica:

• Grafite POCO,
• _Al2O3,
• Pyroceram 9606,
• Ferro eletrolítico,
• Aço inoxidável (SRM 1461),
• alumínio,
• Pirex e
• Cobre.

Para uma comparabilidade precisa das alturas absolutas dos degraus (aumentos de temperatura na superfície da amostra), recomenda-se a utilização de parâmetros experimentais idênticos para as medições da amostra e da referência.

Deve-se dar atenção especial à emissividade da superfície, bem como à área a ser analisada. É possível garantir uma emissividade consistente revestindo-a o mais uniformemente possível com grafite. A área a ser analisada corresponde ao diâmetro da abertura na placa de cobertura. Mesmo que os tamanhos ou as geometrias da amostra e da referência sejam diferentes, os diâmetros das placas de cobertura devem corresponder.

No caso do LFA 447 NanoFlash®, a quantidade de espaço entre a superfície do material e o detector também deve ser levada em consideração. Se a amostra for consideravelmente mais fina do que o material de referência, por exemplo, ela deverá ser posicionada em uma posição mais alta por meio de um anel ou suporte semelhante.

Assim como na determinação de _cp por meio de DSC, é aconselhável realizar as medições da amostra e da referência simultaneamente ou em sucessão imediata. Para sólidos compactos, é possível obter uma precisão de _{Capacidade térmica específica (cp)A capacidade térmica é uma quantidade física específica do material, determinada pela quantidade de calor fornecida à amostra, dividida pelo aumento de temperatura resultante. A capacidade de calor específica está relacionada a uma unidade de massa do corpo de prova.cp} de +/- 5-7% ou melhor (dependendo da preparação da amostra). Esse método não é adequado para pastas, pós, líquidos ou amostras não homogêneas.