Введение
Армированные волокнами пластики легкие, но при этом обладают высокой жесткостью. Эти свойства делают их полезными в качестве конструкционных материалов в автомобильной промышленности. Для оптимизации времени производства важным свойством является теплопроводность этих материалов. Она зависит не только от температуры, но и от ориентации армирующего материала.
С помощью LFA 467 HyperFlash® можно легко и быстро определить теплопроводность анистропных материалов в зависимости от температуры в различных пространственных направлениях.
Образцы и эксперименты
Исследовалась эпоксидная смола, армированная углеродными волокнами, однонаправленно* и двунаправленно**. Теплопроводность анализировалась как параллельно, так и перпендикулярно направлению волокон. Измерения проводились в стандартном держателе образцов (квадрат 12,7 мм) в диапазоне от 120°C до 200°C с шагом 20 К. Удельная теплота определялась с помощью прибора DSC 204 F1 Phoenix® .
* однонаправленный: все волокна армирующего материала параллельны друг другу
** двунаправленный: волокна армирующего материала пересекаются под углами 0° и 90°
Результаты и обсуждение
На рисунке 1 показана теплопроводность однонаправленно (черный) и двунаправленно (красный) армированных пластиковых образцов. Образец, армированный однонаправленно, измеренный в направлении волокон (черный dots), показал самую высокую теплопроводность. Теплопроводность двунаправленно армированного образца, также измеренная в направлении волокон, была немного ниже. Из-за высокой теплопроводности углеродных волокон в направлении волокон (dots) теплопроводность параллельно направлению волокон была в 7-12 раз выше, чем теплопроводность перпендикулярно направлению волокон (ромбики) для обоих образцов. Измерения в перпендикулярном направлении дали практически одинаковые значения теплопроводности для обоих образцов, поскольку общая ориентация волокон перпендикулярно направлению измерения практически не влияет.
![](https://analyzing-testing.netzsch.com/_Resources/Persistent/a/c/0/1/ac0152ef21651cdb28c112879a46b610fa5e7c95/NETZSCH_AN_64_Abb_1-845x696.webp)
Заключение
Для специальных измерительных задач на LFA 467 Hyperflash были разработаны различные держатели образцов, например, для измерений жидкостей, порошков, тонких металлических фольг и т.д. Среди них - специальный ламинатный держатель образцов, используемый в описанных здесь исследованиях. С помощью этого специально разработанного держателя образцов можно быстро и легко определить анистропию в теплопроводности материалов, пропитанных углеродным волокном, из-за ориентации встроенных волокон.