Inledning
Fiberarmerade plaster är lätta, men har ändå hög styvhet. Dessa egenskaper gör dem användbara som konstruktionsmaterial inom fordonsindustrin. För att optimera processtiderna under produktionen är värmeledningsförmågan hos dessa material en viktig egenskap att övervaka. Den beror inte bara på temperaturen utan även på armeringsmaterialets orientering.
Med hjälp av LFA 467 HyperFlash® kan värmeledningsförmågan hos anistropiska material enkelt och snabbt bestämmas som en funktion av temperaturen i olika rumsliga riktningar.
Prover och experimentella
En kolfiberförstärkt epoxiharts undersöktes som var enkelriktat* och dubbelriktat** förstärkt. Värmeledningsförmågan analyserades både parallellt med och vinkelrätt mot fiberriktningen. Mätningarna utfördes i en standardprovhållare (12,7 mm i kvadrat) mellan 120°C och 200°C i steg om 20 K. Den specifika värmen bestämdes med hjälp av DSC 204 F1 Phoenix® .
* enkelriktad: alla fibrer i armeringsmaterialet är parallella med varandra
** dubbelriktad: fibrerna i armeringsmaterialet är korsade i 0° och 90° vinklar
Resultat och diskussion
I figur 1 visas värmeledningsförmågan hos de enkelriktat (svart) och dubbelriktat (rött) armerade plastproverna. Det enkelriktat armerade provet, mätt i fiberriktningen (svarta prickar), uppvisade den högsta värmeledningsförmågan. Värmeledningsförmågan hos det dubbelriktat förstärkta provet, som också mättes i fiberriktningen, var lite lägre. På grund av den höga värmeledningsförmågan hos kolfibrerna i fiberriktningen (prickar) var värmeledningsförmågan parallellt med fiberriktningen 7 till 12 gånger högre än värmeledningsförmågan vinkelrätt mot fiberriktningen (diamanter) för båda proverna. Mätningar i den vinkelräta riktningen gav nästan samma Termisk konduktivitetVärmekonduktivitet (λ med enheten W/(m-K)) beskriver transporten av energi - i form av värme - genom en masskropp som ett resultat av en temperaturgradient (se fig. 1). Enligt termodynamikens andra huvudsats strömmar värme alltid i riktning mot den lägre temperaturen.värmeledningsförmåga för båda proverna, eftersom den övergripande orienteringen av fibrerna vinkelrätt mot mätriktningen nästan inte har någon inverkan.
Slutsats
En mängd olika provhållare har utvecklats för speciella mätuppgifter av LFA 467 Hyperflash, t.ex. mätningar på vätskor, pulver, tunna metallfolier etc. Bland dessa finns en speciell lamiante provhållare som används för de undersökningar som beskrivs här. Med hjälp av denna specialdesignade provhållare kunde anistropin i den termiska diffusiviteten hos de kolfiberinroderade materialen på grund av orienteringen av de inbäddade fibrerna bestämmas snabbt och enkelt.