La norme « ASTM E831-19 Méthode d'essai standard pour la dilatation thermique linéaire des matériaux solides par analyse thermomécanique » publiée par l'American Society for Testing and Materials (ASTM) décrit une méthode d'essai permettant de déterminer le coefficient technique de dilatation thermique linéaire des matériaux solides à l'aide de techniques d'analyse thermomécanique. Cette méthode d'essai s'applique aux matériaux solides qui présentent une dureté suffisante sur toute la plage de température d'essai pour que la sonde de détection n'entame pas l'échantillon. La limite inférieure recommandée du coefficient de dilatation thermique linéaire mesuré par cette méthode d'essai est de 5 µm/(m degré). La méthode de test peut être utilisée à des niveaux d’expansion inférieurs (ou négatifs) avec moins de précision et de sensibilité. Cette méthode d’essai est applicable à la plage de température de moins 120 degrés à plus 900 degrés. La plage de température peut être encore étendue en fonction de l'instrumentation et des matériaux d'étalonnage utilisés.
Tous les termes et définitions donnés dans les normes « ASTM E473-21a Terminologie standard sur l'analyse thermique et la rhéologie » et « ASTM E1142-11 Terminologie standard sur les propriétés thermophysiques » sont valables pour cette méthode d'essai, y compris les termes d'analyse thermique, le coefficient de dilatation thermique linéaire, la thermodilatométrie et l'analyse thermomécanique. De plus, le coefficient moyen de dilatation thermique linéaire, la variation de longueur par rapport à la longueur de l'échantillon à température ambiante, exprime la variation d'une température unitaire définie par la température médiane de la plage de température de mesure.
Cette méthode d’essai utilise un analyseur thermomécanique ou un dispositif similaire pour déterminer la dilatation thermique linéaire des matériaux solides lorsqu’ils sont soumis à une vitesse de chauffage constante. La variation de la longueur de l’échantillon est enregistrée électroniquement en fonction de la température. Le coefficient de dilatation thermique linéaire peut être calculé à partir de ces données enregistrées.
Les coefficients de dilatation thermique linéaire sont utilisés, par exemple, à des fins de conception et pour déterminer si une défaillance due à une contrainte thermique se produira lorsqu'un corps solide composé de deux matériaux différents est soumis à des changements de température. Cette méthode d'essai est comparable à la norme « ASTM D3386-00 Méthode d'essai standard pour le coefficient de dilatation thermique linéaire des matériaux isolants électriques » pour tester les matériaux isolants électriques, mais couvre un groupe plus général de matériaux solides et définit les conditions d'essai plus spécifiquement. Cette méthode d’essai utilise un échantillon plus petit et un appareil sensiblement différent des méthodes d’essai définies dans les normes ASTM E228-22 et ASTM D696-16. Cette méthode d’essai peut être utilisée dans la recherche, l’acceptation des spécifications, la conformité réglementaire et l’assurance qualité.
Des dispositifs d’analyse thermomécanique sont utilisés dans ces tests. Cet instrument requis pour fournir une capacité analytique thermomécanique ou thermodilatométrique minimale pour cette méthode d'essai comprend :
Une capacité de refroidissement est également requise dans les tests pour maintenir la température de l'échantillon sous-ambiante (si des mesures sous-ambiantes doivent être effectuées) ou pour accélérer le refroidissement de l'échantillon à partir de températures élevées.
Les échantillons doivent mesurer entre 2 mm et 10 mm de long et avoir des extrémités droites et parallèles jusqu'à plus7moins 25 µm. Les dimensions latérales ne doivent pas dépasser 10 mm. Des échantillons d’autres tailles peuvent être utilisés, mais les dimensions doivent être indiquées. Il a été observé que ce niveau de planéité et de parallélisme ne peut pas être atteint dans certains matériaux. Les échantillons qui ne répondent pas à ces exigences peuvent entraîner une perte de sensibilité accrue. Les échantillons sont généralement mesurés dès leur réception. Si un traitement thermique ou mécanique est appliqué à l’échantillon avant le test, cela doit être noté dans le rapport. Certains matériaux, notamment les composites, peuvent nécessiter un traitement thermique pour conditionner l'échantillon avant le test afin d'éliminer les contraintes ou les distorsions. Tout traitement thermique de ce type doit être inclus dans le rapport.
Notre organisation, qui s'efforce de soutenir les entreprises de tous les secteurs avec une large gamme d'études de tests, de mesures, d'analyses et d'évaluation qu'elle réalise depuis des années, dispose d'un personnel solide qui suit de près les développements dans le monde dans le domaine de la science et de la technologie et s'améliore constamment. Dans ce contexte, des services d’essais sont également fournis aux entreprises conformément à la norme « ASTM E831-19 Méthode d’essai standard pour la dilatation thermique linéaire des matériaux solides par analyse thermomécanique ».
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