روش آزمون استاندارد ASTM E1952-11 برای رسانایی حرارتی و ضریب نفوذ حرارتی با استفاده از کالریمتری روبشی اختلاف دمای مدوله شده

روش آزمون استاندارد ASTM E1952-11 برای رسانایی حرارتی و ضریب نفوذ حرارتی با استفاده از کالریمتری روبشی اختلاف دمای مدوله شده

استاندارد «ASTM E1952-11 روش آزمون استاندارد برای رسانایی حرارتی و انتشار حرارتی با استفاده از گرماسنجی روبشی تفاضلی دمایی مدوله شده» که توسط انجمن آمریکایی آزمایش و مواد (ASTM) تدوین شده است، روشی را برای تعیین رسانایی حرارتی مواد جامد همگن و غیر متخلخل در محدوده 0,10 تا 1,0 وات⁄ (کیلومتر) با استفاده از گرماسنجی روبشی تفاضلی دمایی مدوله شده شرح می‌دهد. این محدوده شامل بسیاری از مواد پلیمری، شیشه‌ای و سرامیکی می‌شود. ضریب نفوذ حرارتی، که از طریق ظرفیت گرمایی ویژه و چگالی به رسانایی حرارتی مربوط می‌شود، نیز می‌تواند محاسبه شود. رسانایی حرارتی و ضریب انتشار را می‌توان در یک یا چند دما در محدوده 0 تا 90 درجه تعیین کرد.

روش آزمون استاندارد ASTM E1952-11 برای رسانایی حرارتی و ضریب نفوذ حرارتی با استفاده از کالریمتری روبشی اختلاف دمای مدوله شده

برای اهداف این استاندارد، اصطلاحات فنی خاصی که در این استاندارد استفاده می‌شوند، شامل کالیبراسیون، گرماسنجی روبشی تفاضلی، ظرفیت گرمایی، دمای مدوله شده، دقت، ماده مرجع، انحراف معیار نسبی، تکرارپذیری، تجدیدپذیری، ظرفیت گرمایی ویژه، انحراف معیار، آنالیز حرارتی، رسانایی گرمایی و هدایت گرمایی، در استانداردهای ASTM E473-21، ASTM E1142-23 و ASTM E2161-23 تعریف شده‌اند.

مختص این استاندارد، گرماسنج روبشی تفاضلی دمایی مدوله‌شده به نسخه‌ای از گرماسنج روبشی تفاضلی اشاره دارد که علاوه بر برنامه‌های ایزوترمال یا رمپ دمایی مرسوم، یک برنامه دمایی متغیر سینوسی را برای نمونه آزمایش فراهم می‌کند. نتایج تحلیل شامل ظرفیت گرمایی ظاهری و ویژه است.

هنگام انجام آزمایش‌ها، ظرفیت گرمایی یک نمونه آزمایشی را می‌توان با استفاده از روش دمای مدوله شده تعیین کرد، که در آن یک برنامه دمایی نوسانی یا دوره‌ای تکرارشونده (حوالی یک دمای متوسط) بر روی نمونه آزمایشی اعمال می‌شود و یک جریان گرمای نوسانی (دوره‌ای) به داخل یا خارج از نمونه ایجاد می‌کند. ظرفیت گرمایی نمونه آزمایشی را می‌توان با تقسیم دامنه جریان گرمای حاصل بر دامنه دمای نوسانی (تناوبی) که آن را ایجاد کرده است، بدست آورد. ظرفیت گرمایی ویژه با نرمال کردن ظرفیت گرمایی بر جرم نمونه بدست می‌آید.

دقت ظرفیت گرمایی به دست آمده از این طریق به شرایط آزمایش بستگی دارد. وقتی یک نمونه آزمایشی نازک که در یک ظرف نمونه با رسانایی حرارتی بالا محصور شده است، تحت نوسانات دمایی بلندمدت (با فرکانس پایین) قرار می‌گیرد، فرض می‌شود که نمونه آزمایشی به توزیع دمایی یکنواختی دست یافته و اطلاعات ظرفیت گرمایی حاصل با سایر روش‌های آزمایش غیر نوسانی قابل مقایسه است.

وقتی یک سر یک نمونه آزمایشی ضخیم در معرض نوسانات دمایی کوتاه مدت (با فرکانس بالا) قرار می‌گیرد، نمونه آزمایشی توزیع دمایی در طول خود پیدا می‌کند که به ضریب نفوذ حرارتی آن بستگی دارد. اطلاعات ظرفیت گرمایی ظاهری به‌دست‌آمده از این روش، کمتر از حالت توزیع دمای یکنواخت که در بالا توضیح داده شد، است و با جذر رسانایی گرمایی نمونه‌های آزمایشی متناسب است.

رسانایی حرارتی نمونه آزمایشی را می‌توان از ظرفیت گرمایی ظاهری یک نمونه ضخیم، ظرفیت گرمایی حقیقی یک نمونه نازک و تعدادی ثابت هندسی و تجربی استخراج کرد.

اگر رسانایی حرارتی نمونه آزمایش کم باشد و به رسانایی حرارتی گاز اطراف نزدیک شود، برای جبران تلفات حرارتی ناشی از ضخامت نمونه آزمایش، تصحیح رسانایی حرارتی اندازه‌گیری شده لازم است.

ضریب نفوذ حرارتی از رسانایی حرارتی تعیین‌شده، ظرفیت گرمایی ویژه و چگالی نمونه آزمایشی به‌دست می‌آید.

رسانایی حرارتی یک پارامتر طراحی مفید برای میزان انتقال حرارت از طریق یک ماده است. نتایج این روش آزمون می‌تواند برای اهداف طراحی، ارزیابی خدمات، کنترل تولید، تحقیق و توسعه و ارزیابی خطر مورد استفاده قرار گیرد.

از آنجایی که اندازه نمونه مورد استفاده در آنالیز حرارتی در حدود 10 تا 100 میلی‌گرم است، باید دقت شود که همگن یا نماینده ماده یا هر دو باشد. محاسبه رسانایی حرارتی مستلزم دانستن هندسه این نمونه است. این روش آزمایش به اندازه و شکل نمونه خاصی نیاز دارد. با ایجاد تغییرات مناسب در معادلات محاسباتی، می‌توان از هندسه‌های دیگر نیز استفاده کرد.

هنگام نمونه‌برداری، دو استوانه دایره‌ای قائم‌الزاویه، هر دو با قطر اسمی ۶.۳ میلی‌متر، انتخاب می‌شوند. اولین نمونه از این نمونه‌های آزمایشی، ضخامت اسمی 6,3 میلی‌متر و دومی ضخامت اسمی 0,4 میلی‌متر دارد. این نمونه‌های آزمایشی به راحت‌ترین شکل با برش آنها از میله‌ای به قطر ۶.۳۵ میلی‌متر، که نوعی ماده رایج است، به دست می‌آیند. سایر تکنیک‌های تولید مانند برش از ورق با استفاده از مته‌های قارچی، ماشینکاری از ورق یا قالب‌گیری نیز ممکن است مورد استفاده قرار گیرد. سطوح انتهایی دایره‌ای نمونه‌های آزمایشی با کاغذ سنباده شماره ۶۰۰ صیقل داده می‌شوند تا صاف و موازی با +/-۳۰ میکرومتر باشند.

سازمان ما دارای نیروی کار قوی است که از نزدیک پیشرفت‌های جهانی در علم و فناوری را دنبال می‌کند و به طور مداوم خود را بهبود می‌بخشد. در میان آزمایش‌ها، اندازه‌گیری‌ها، تحلیل‌ها و ارزیابی‌های متعدد ارائه شده برای مشاغل در بخش‌های مختلف، خدمات آزمایشی مطابق با استاندارد "ASTM E1952-11 روش آزمون استاندارد برای رسانایی حرارتی و انتشار حرارتی با استفاده از گرماسنجی روبشی اختلاف دمای مدوله شده" وجود دارد.

واتساپ