| Published: 

Определение теплопроводности с помощью TCT - простое и прямое измерение

Введение

Теплопроводность можно определить с помощью различных методов. Одним из известных и признанных методов является LFA (Laser Flash Analysis). В первую очередь определяется теплопроводность, α; затем, вместе с данными о плотности, ρ, и удельной теплоемкости, Удельная теплоемкость (cp)Теплоемкость - это специфическая для каждого материала физическая величина, определяемая количеством тепла, подведенного к образцу, деленным на полученное повышение температуры. Удельная теплоемкость относится к единице массы образца.cp, можно рассчитать теплопроводность, λ, по формуле 1.

λ = α Удельная теплоемкость (cp)Теплоемкость - это специфическая для каждого материала физическая величина, определяемая количеством тепла, подведенного к образцу, деленным на полученное повышение температуры. Удельная теплоемкость относится к единице массы образца.cp∙ρ(Формула 1)

Таким образом, для определения теплопроводности с помощью LFA необходимо провести в общей сложности три измерения различных свойств. Однако с помощью прибора TCT 716 Lambda, работающего по методу GHFM (Guarded Heat Flow Meter), теплопроводность можно измерить напрямую. Это снижает трудоемкость измерений и облегчает пользователю получение требуемого значения.

PEEK (полиэфирный эфир кетона)

PEEK (полиэфирэфиркетон) - это высокоплавкий полимер и высокоэффективный термопласт. Благодаря своей превосходной прочности PEEK часто используется там, где он должен выдерживать высокие нагрузки при неблагоприятных термических и/или химических условиях. Примеры применения можно найти в аэрокосмической, медицинской и химической промышленности.

Условия измерения

Следующие измерения были проведены на материале PEEK. Все образцы были подготовлены из стержня большего размера.

  • Определение теплопроводности с помощью прибора TCT 716 Lambda на двух образцах диаметром 51 мм и толщиной 3 мм.
  • Определение теплопроводности с помощью прибора LFA 467 HyperFlash® на двух образцах диаметром 12,7 мм и толщиной 2 мм.
  • Определение плотности при комнатной температуре методом плавучести на образцах LFA.
  • Определение удельной теплоемкости методом DSC 204 F1 Phoenix® на двух образцах диаметром 4 мм и толщиной 1 мм.

Результаты измерений

На рис. 1 показаны результаты измерения теплопроводности ПЭЭК методом ТКТ в зависимости от температуры. Синие и зеленые точки или бриллианты показывают результаты для двух образцов ПЭЭК на двух разных приборах ТСТ от 25°C до максимальной температуры 250°C. Теплопроводность имеет тенденцию к увеличению с ростом температуры. Измерения методом ТКТ показали хорошую воспроизводимость - максимум ± 2%. Приборы TCT были откалиброваны с помощью плавленого кварца для измерений.

1) Теплопроводность двух образцов ПЭЭК, измеренная с помощью двух различных приборов TCT 716 Lambda, в зависимости от температуры.

На рисунке 2 представлены результаты измерений TCT и LFA. Оранжевые и желтые крестики представляют результаты, полученные с помощью LFA. Для этого удельная теплоемкость была определена с помощью ДСК, а плотность - при комнатной температуре. Красные точки с полосами погрешностей представляют собой среднее значение всех измерений. Результаты всех тестов находятся в пределах ± 5 %.

2) Сравнение результатов теплопроводности ПЭЭК, полученных с помощью измерительных приборов LFA 467 HyperFlash® и TCT 716 Lambda.

Резюме

С помощью TCT 716 Lambda можно легко определить теплопроводность и непосредственно определить измеренное значение. Сравнение с другими известными методами, такими как LFA, показывает хорошее согласие и воспроизводимость результатов измерений.