Введение
Теплофизические свойства, такие как теплопроводность, удельная теплота и теплопроводность, являются важнейшими параметрами для оптимизации производства и применения грубой керамики. В течение десятилетий такие свойства определялись стационарными методами (например, методом горячей пластины с защитой) или стандартизированными переходными методами, такими как метод горячей проволоки в соответствии с ISO 8894 (см. TCT 426 на рис. 1). Однако эти методы ограничены размерами образцов large и низкой теплопроводностью. Кроме того, эти методы требуют много времени.
Вспышечные методы являются бесконтактными методами измерения и могут без проблем работать с материалами с высокой теплопроводностью. Кроме того, флэш-методы являются абсолютными методами определения теплопроводности. Современные приборы (см. LFA 427 на рис. 2) часто позволяют одновременно измерять удельную теплоту материала, так что теплопроводность может быть определена без дополнительных измерений. Поскольку флэш-методы ограничены однородными образцами с размерами small, эти методы не использовались для анализа неоднородной крупнозернистой керамики. Однако, используя современные высокочувствительные системы, тестирование образцов larger стало возможным [1]. Кроме того, быстрое время тестирования флеш-методов позволяет проводить измерения различных образцов, взятых из кирпича, без дополнительных усилий. В данной работе сравниваются результаты лазерной вспышки и измерений горячей проволокой на кирпиче, содержащем карбид кремния, и магнезиально-шпинельном кирпиче. Измерения проводились на нескольких образцах small одного и того же материала для проверки однородности материала и воспроизводимости методов.
Результаты испытаний
На рисунке 3 представлены результаты измерений теплопроводности магнезиально-шпинелевого кирпича (рисунок 4) с помощью LFA 427 и TCT 426. Пунктирная линия представляет средние значения (погрешность ±10%) комбинированных данных, полученных двумя различными методами. Хорошо видно, что большинство значений независимых измерений LFA и TCT находятся в пределах ±10% от среднего значения. Это свидетельствует о высокой точности обеих систем.
Кроме того, отклонение между различными образцами показывает возможный диапазон теплопроводности из-за неоднородности магнезиально-шпинельного кирпича. Аналогичное сравнение измерений LFA и TCT на кирпиче, содержащем карбид кремния (рис. 6), показано на рис. 5. Опять же, все значения независимых измерений находятся в пределах ±10% от усредненных данных двух методов вместе взятых.
Заключение
Хорошее согласие между результатами, полученными двумя различными методами - лазерной вспышкой и горячей проволокой - ясно показывает, что оба метода очень подходят для анализа огнеупоров с высокой точностью. Однако модель LFA 427, представленная на сайте NETZSCH, имеет ряд преимуществ. Результаты испытаний могут быть получены быстро и с высокой точностью. Скорость измерений компенсирует размеры образца small, так как можно тестировать больше образцов с большей пропускной способностью. Измерения методом ТСТ занимают гораздо больше времени из-за огромных размеров образца и длительного времени стабилизации. Однако метод горячей проволоки в соответствии с ISO 8894 очень востребован для огнеупорных материалов.