Introducere
Proprietățile termofizice precum difuzivitatea termică, căldura specifică și conductivitatea termică sunt parametri esențiali pentru optimizarea producției și aplicării ceramicii grosiere. Timp de decenii, aceste proprietăți au fost determinate prin metode staționare (de exemplu, tehnica plăcii fierbinți păzite) sau prin tehnici tranzitorii standardizate, cum ar fi metoda firului cald în conformitate cu ISO 8894 (a se vedea TCT 426 în figura 1). Cu toate acestea, aceste metode sunt limitate la eșantioane de dimensiuni large și conductivități termice scăzute. În plus, aceste metode consumă foarte mult timp.
Metodele flash sunt tehnici de măsurare fără contact și pot prelucra fără dificultăți materiale cu conductivitate termică ridicată. În plus, metodele flash sunt metode absolute pentru determinarea difuzivității termice. Instrumentele moderne (a se vedea LFA 427 în figura 2) permit adesea și măsurarea simultană a căldurii specifice a unui material, astfel încât conductivitatea termică poate fi determinată fără măsurători suplimentare. Deoarece metodele flash sunt limitate la eșantioane omogene cu dimensiuni small, aceste metode nu au fost utilizate pentru analizarea ceramicii grosiere neomogene. Cu toate acestea, utilizând sisteme de ultimă generație extrem de sensibile, testarea probelor mai mari devine posibilă în prezent [1]. În plus, timpii rapizi de testare ai metodelor flash permit măsurarea diferitelor probe prelevate din cărămidă pentru a fi testate fără eforturi suplimentare. În lucrarea descrisă aici, sunt comparate rezultatele măsurătorilor cu laser flash și cu fir cald pe o cărămidă care conține carbură de siliciu și o cărămidă de magnezie-spinel. Măsurătorile au fost efectuate pe mai multe probe small din același material pentru a verifica omogenitatea materialului și reproductibilitatea metodelor.
Rezultatele testelor
Figura 3 prezintă rezultatele măsurătorilor conductivității termice pe o cărămidă de magnezie-spinel (figura 4) folosind LFA 427 și TCT 426. Linia punctată reprezintă valorile medii (bara de eroare ±10%) ale datelor combinate din cele două metode diferite. Se poate observa în mod clar că majoritatea valorilor măsurătorilor independente LFA și TCT se încadrează în intervalul ±10% din medie. Acest lucru ilustrează precizia ridicată a ambelor sisteme.
În plus, abaterea dintre diferitele probe arată gama posibilă de conductivitate termică datorată neomogenității cărămizii de magnezie-spinel. O comparație similară a măsurătorilor LFA și TCT pe cărămida care conține carbură de siliciu (figura 6) este prezentată în figura 5. Din nou, toate valorile măsurătorilor independente se încadrează în ±10% din media datelor obținute prin cele două metode combinate.
Concluzie
Buna concordanță dintre rezultatele obținute prin cele două metode diferite, laser flash și hot wire, arată în mod clar că ambele metode sunt foarte potrivite pentru analizarea materialelor refractare cu o precizie ridicată. Cu toate acestea, modelul NETZSCH LFA 427 oferă mai multe avantaje. Rezultatele testelor pot fi obținute rapid și cu o precizie ridicată. Viteza de măsurare compensează dimensiunile probei small, deoarece pot fi testate mai multe probe cu un randament mai mare al probei. Măsurătorile TCT consumă mult mai mult timp din cauza dimensiunii uriașe a probei și a timpului lung de stabilizare. Cu toate acestea, metoda firului cald în conformitate cu ISO 8894 este foarte solicitată pentru materialele refractare.