Giriş
Camlar gibi oldukça şeffaf malzemelerin ısıl iletkenliğinin belirlenmesi, bazı ölçüm yöntemleri için zorluk teşkil etmektedir. Lazer Flaş Analizi (LFA), Termal DifüziviteTermal difüzivite (mm2/s birimiyle a), kararsız ısı iletimini karakterize etmek için malzemeye özgü bir özelliktir. Bu değer, bir malzemenin sıcaklıktaki bir değişikliğe ne kadar hızlı tepki verdiğini açıklar.termal difüzivite ve termal iletkenliği belirlemek için en yaygın kullanılan yöntemlerden biridir. Bir LFA ölçümü gerçekleştirmek için malzemenin opak olması veya öyle yapılması gerekir. Bu, oldukça şeffaf numuneler için özel kaplama teknikleri gerektirebilir.
TCT 716 Lambda cihazı ile Korumalı Isı Akış Ölçer (GHFM) ölçüm yöntemi (ASTM E 1530), bu tür numunelerin özel bir ön işleme tabi tutulmadan ölçülmesini sağlar. TCT 716 Lambda, -10 ila 300°C arasında düşük ve medium termal iletkenliğe sahip katı ve sert numuneleri ölçebilir.
Düşük ısı iletkenliği ve aşırı sıcaklık dalgalanmalarına dayanma kabiliyeti, Pyrex® markasıyla da bilinen borosilikat camı yüksek termal performans gerektiren birçok alanda vazgeçilmez bir malzeme haline getirmektedir. Örnekler arasında şişeler veya test tüpleri gibi laboratuvar ekipmanları, tıbbi teknolojideki sterilizasyon kapları veya pişirme kapları ve ölçü kapları gibi mutfak gereçleri sayılabilir.
Ölçüm Koşulları
Farklı üreticilere (Aachner Quarzglas Technologie Heinrich GmbH & Co. KG ve Corning Inc.) ait iki borosilikat cam numunesi TCT 716 Lambda kullanılarak incelenmiştir. Yaklaşık 51 mm çapa ve sırasıyla 25,4 mm ve 12,7 mm kalınlığa sahip numuneler farklı yerlerde iki farklı TCT 716 Lambda ölçüm cihazıyla incelenmiştir (NETZSCH-Gerätebau GmbH, Selb ve NETZSCH Instruments North America, LLC).
Her ölçümde olduğu gibi, numune ile plakalar arasındaki temas direncini azaltmak ve kalibrasyonla hizalamak için testten önce numunelere termal macun sürülmüştür. Numuneler daha sonra sırasıyla -10°C ila 300°C ve 25°C ila 150°C arasında ölçülmüştür.
Ölçüm Sonuçları
Şekil 1 ölçüm sonuçlarını özetlemektedir. Mavi üçgenler ve yeşil daireler TCT ölçümlerinin sonuçlarını temsil etmekte ve iyi bir uyum göstermektedir. Pyrex® aynı zamanda Termal İletkenlikTermal iletkenlik (W/(m-K) birimiyle λ), sıcaklık gradyanının bir sonucu olarak enerjinin - ısı şeklinde - kütleli bir cisim boyunca taşınmasını tanımlar (bkz. Şekil 1). Termodinamiğin ikinci yasasına göre, ısı her zaman düşük sıcaklık yönünde akar.termal iletkenlik için uluslararası olarak bilinen bir referans malzemedir [1]. Bu değerler Şekil 1'de siyah çizgi ile temsil edilmektedir. Tüm ölçüm sonuçları literatür değerinin ± %3'ü dahilindedir.
Özet
Oldukça şeffaf malzemelerin ölçümü, numunelere özel bir ön işlem uygulanmadan TCT 716 Lambda kullanılarak kolayca gerçekleştirilir ve literatür değerleriyle iyi bir uyum gösterir.