Introducere
Materialele plastice ranforsate cu fibre sunt ușoare, dar prezintă o rigiditate ridicată. Aceste proprietăți le fac utile ca materiale de construcție în industria auto. Pentru optimizarea timpilor de proces în timpul producției, conductivitatea termică a acestor materiale este o proprietate importantă de monitorizat. Aceasta depinde nu numai de temperatură, ci și de orientarea materialului de armare.
Folosind LFA 467 HyperFlash®, conductivitatea termică a materialelor anistropice poate fi determinată ușor și rapid în funcție de temperatură în diferite direcții spațiale.
Eșantioane și experimente
A fost studiată o rășină epoxidică ranforsată cu fibre de carbon, care a fost ranforsată unidirecțional* și bidirecțional**. Conductivitatea termică a fost analizată atât paralel cât și perpendicular pe direcția fibrelor. Măsurătorile au fost efectuate într-un suport de probă standard (12,7 mm pătrat) între 120°C și 200°C în pași de 20 K. Căldura specifică a fost determinată cu ajutorul DSC 204 F1 Phoenix® .
* unidirecțional: toate fibrele din materialul de armare sunt paralele între ele
**bidirecțional: fibrele din materialul de armare sunt încrucișate la unghiuri de 0° și 90°
Rezultate și discuții
În figura 1 este reprezentată conductivitatea termică a probelor de plastic ranforsate unidirecțional (negru) și bidirecțional (roșu). Eșantionul armat unidirecțional, măsurat în direcția fibrelor (puncte negre) a prezentat cea mai mare conductivitate termică. Conductivitatea termică a probei armate bidirecțional, măsurată de asemenea în direcția fibrelor, a fost puțin mai scăzută. Datorită conductivității termice ridicate a fibrelor de carbon în direcția fibrelor (puncte), conductivitățile termice paralele la direcția fibrelor au fost de 7 până la 12 ori mai mari decât conductivitățile termice perpendiculare pe direcția fibrelor (romburi) pentru ambele probe. Măsurătorile în direcția perpendiculară au produs aproape aceleași valori ale conductivității termice pentru ambele probe, deoarece orientarea generală a fibrelor perpendicular pe direcția de măsurare nu are aproape nicio influență.
Concluzie
LFA 467 Hyperflash a dezvoltat o varietate de suporturi de probe pentru sarcini de măsurare speciale, de exemplu, măsurători pe lichide, pulberi, folii metalice subțiri etc. Printre acestea se numără un suport special de probe lamiante utilizat pentru investigațiile descrise aici. Utilizând acest suport de probe special conceput, a putut fi determinată rapid și ușor anistropia difuzivității termice a materialelor reinroșate cu fibre de carbon, datorată orientării fibrelor încorporate.