Validering med Inconel 600
Inledning
Inconel 600 är en beprövad nickel-krom-järnlegering som ofta används som referensmaterial för bestämning av 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. Dess termiska stabilitet, oxidationsbeständighet och mekaniska styrka gör den idealisk för användning i kalibreringsförfaranden. Av denna anledning har den använts som standardmaterial av forskningsinstitut under många år. Dess lättillgänglighet och homogena sammansättning bidrar också till dess lämplighet som referens.
GHFM (Guarded Heat Flow Meter) är mest känd för att bestämma värmeledningsförmågan hos polymerer, men även metaller med låg ledningsförmåga kan studeras med denna teknik.
Mätförhållanden
Värmekonduktiviteten mättes med TCT 716 Lambda, en värmeflödesmätare med skydd (GHFM). I denna stationära metod placeras ett prov med definierad tjocklek mellan två plattor som värms upp till olika temperaturer. Detta skapar ett värmeflöde genom provet. Värmeflödet detekteras och värmeledningsförmågan kan beräknas.
Med hjälp av TCT 716 Lambda, som möjliggör samtidig mätning på två prover, analyserades två Inconel 600-prover med en diameter på 51 mm och en tjocklek på ca 31,8 mm. Före mätningen belades proverna med silikonfett för att förbättra kontakten mellan provet och plattorna och för att minimera gränsytans motstånd. Mätningen utfördes samtidigt på båda proverna i ett temperaturintervall mellan rumstemperatur och 300°C. Ett tryck på cirka 175 kPa applicerades på proverna under testet.
För utvärdering av mätresultaten användes kvartsglaskalibrering.
Tabell 1: Mätparametrar
| Metod | GHFM |
|---|---|
| Kalibreringsmaterial | Kvartsglas |
| Prover | Inconel 600 |
| Provets diameter | 51 mm |
| Provets tjocklek | 31.8 mm |
| Atmosfär | Luft |
| Kontakttryck | 175 kPa |
| Temperaturprogram | RT till 300°C i intervaller om 50 K |
Resultat av mätning
Figur 1 visar värmeledningsförmågan jämfört med litteraturdata [1]. Båda proverna ligger inom den utökade mätosäkerheten på cirka 4,8% som förväntas för Inconel 600 [2].
Slutsats
Mätresultaten bekräftar att TCT 716 Lambda Guarded Heat Flow Meter kan användas för tillförlitlig bestämning av värmeledningsförmågan, även på metaller med låg ledningsförmåga. Detta understryker mätmetodens precision och reproducerbarhet, särskilt inom det aktuella temperaturområdet. De erhållna uppgifterna visar god överensstämmelse med litteraturvärden, vilket ytterligare bekräftar metodens lämplighet för termofysikalisk analys.