Kaedah Ujian Standard ASTM D5470-12 untuk Sifat Pengaliran Terma Bahan Penebat Elektrik Konduktif Terma

Standard "Kaedah ujian standard ASTM D5470-12 untuk sifat kekonduksian terma bahan penebat elektrik konduktif haba" yang dibangunkan oleh American Society for Testing and Materials (ASTM) menerangkan kaedah ujian untuk mengukur impedans haba dan mengira kekonduksian terma ketara untuk bahan penebat elektrik konduktif haba yang terdiri daripada sebatian cecair kepada bahan pepejal tegar.

Istilah kekonduksian terma hanya sah untuk bahan homogen. Bahan penebat elektrik konduktif terma selalunya heterogen, dan untuk mengelakkan kekeliruan kaedah ujian ini menggunakan kekonduksian terma ketara untuk menentukan sifat pengaliran terma kedua-dua bahan homogen dan heterogen.

Untuk tujuan piawaian ini, terma dan takrifan berikut digunakan:

Kekonduksian terma ketara menyatakan kadar masa aliran haba per unit kecerunan suhu dalam arah berserenjang dengan kawasan melalui satu unit luas bahan heterogen di bawah keadaan malar.
Suhu purata permukaan menyatakan suhu purata berwajaran kawasan.
Komposit ialah bahan yang terdiri daripada bahagian yang berbeza yang menyumbang secara berkadar atau sinergistik kepada sifat gabungan.
Bahan homogen ialah bahan di mana sifat yang berkaitan bukan fungsi lokasi dalam bahan.
Impedans terma ialah jumlah rintangan peranti (bahan, antara muka bahan) kepada aliran haba.
Rintangan antara muka terma (rintangan sentuhan) ialah perbezaan suhu yang diperlukan untuk menghasilkan satu unit fluks haba pada satah sentuhan antara permukaan panas dan sejuk dan permukaan sampel yang bersentuhan dengan sampel yang diuji.
Kerintangan terma adalah timbal balik kekonduksian terma. Di bawah keadaan mantap, ia ialah kecerunan suhu per unit aliran haba berserenjang dengan permukaan isoterma.

Kaedah ujian yang diterangkan di sini adalah berdasarkan pengaliran haba yang ideal di antara dua permukaan isoterma selari yang dipisahkan oleh spesimen ujian dengan ketebalan seragam. Kecerunan terma yang dikenakan pada sampel oleh perbezaan suhu antara dua permukaan yang bersentuhan menyebabkan pengaliran haba melalui sampel. Aliran haba ini berserenjang dengan permukaan ujian dan homogen merentasi permukaan, tanpa penyebaran haba sisi.

Apabila dua batang pengukur digunakan, ukuran yang diperlukan oleh piawaian ini ialah:

T1: Suhu probe panas yang lebih panas
T2: Suhu probe panas yang lebih sejuk
T3: Suhu lebih panas bagi siasatan sejuk
T4: Suhu sejuk siasatan sejuk
A: Kawasan permukaan ujian
D: Ketebalan sampel

Berdasarkan konfigurasi ujian yang ideal, pengukuran dibuat untuk mengira parameter berikut:

TH: Suhu permukaan isoterma yang lebih panas
TC: Suhu permukaan isoterma yang lebih sejuk
S: Kadar aliran haba antara dua permukaan isoterma
Impedans terma: Perbezaan suhu antara dua permukaan isoterma dibahagikan dengan aliran haba melaluinya.
Kekonduksian terma ketara: Dikira daripada graf galangan haba sampel berbanding ketebalan

Terdapat rintangan haba antara muka antara sampel dan permukaan ujian. Rintangan sentuhan ini termasuk dalam pengiraan impedans haba sampel. Rintangan sentuhan berbeza-beza bergantung pada sifat permukaan sampel dan tekanan mekanikal yang dikenakan pada sampel oleh permukaan ujian. Oleh itu, tekanan mampatan yang dikenakan ke atas sampel hendaklah diukur dan direkodkan sebagai ukuran sekunder yang diperlukan untuk kaedah tersebut, kecuali bagi sampel bendalir di mana tekanan yang dikenakan adalah tidak ketara. Pengiraan impedans haba terdiri daripada jumlah rintangan haba sampel dan rintangan haba antara muka.

Mengira kekonduksian terma ketara memerlukan penentuan tepat ketebalan sampel yang diuji. Bergantung pada jenis bahan, alat yang berbeza boleh digunakan untuk mengawal, memantau dan mengukur ketebalan spesimen ujian. Jika saiz sampel mungkin berubah semasa ujian, ketebalan sampel ujian yang diuji boleh dikawal dengan baji atau penyumbat mekanikal. Jika saiz spesimen mungkin berubah semasa ujian, ketebalan spesimen ujian boleh dipantau semasa ujian dengan pengukuran ketebalan in situ. Ketebalan spesimen ujian boleh diukur seperti yang dibuat pada suhu bilik mengikut Kaedah Ujian C standard ASTM D374 jika ia menunjukkan pesongan mampatan yang boleh diabaikan.

Piawaian ini mengukur impedans haba keadaan mantap bahan penebat elektrik yang digunakan untuk meningkatkan pemindahan haba dalam aplikasi elektrik dan elektronik. Piawaian ini amat berguna untuk mengukur sifat pengaliran haba sampel yang sangat nipis atau tidak mempunyai kestabilan mekanikal yang mencukupi untuk membenarkan penderia suhu diletakkan dalam sampel seperti dalam ASTM E1225.

Piawaian ini menggunakan corak aliran haba yang ideal dan menentukan purata suhu ujian sampel. Impedans terma yang diukur dengan cara ini tidak boleh digunakan secara langsung untuk kebanyakan aplikasi praktikal di mana keadaan pengaliran haba selari yang diperlukan ini tidak ada.

Piawaian ini berguna untuk mengukur galangan haba jenis bahan berikut.

Jenis I: Cecair likat yang menunjukkan ubah bentuk tanpa had apabila tegasan dikenakan. Ini termasuk sebatian cecair seperti gris, pes, dan bahan perubahan fasa. Bahan-bahan ini tidak menunjukkan kelakuan kenyal atau kecenderungan untuk kembali kepada bentuk asalnya selepas tegasan pesongan dialihkan.
Jenis II: Pepejal viskoelastik di mana tegasan ubah bentuk akhirnya diseimbangkan oleh tegasan bahan dalaman, dengan itu mengehadkan ubah bentuk selanjutnya. Sebagai contoh, bahan getah lembut dan keras mempamerkan sifat keanjalan linear dengan sisihan ketara berkenaan dengan ketebalan bahan.
Jenis III: Pepejal elastik yang menunjukkan pesongan yang boleh diabaikan. Contohnya, seramik, logam dan beberapa jenis plastik.

Kekonduksian terma ketara bagi sampel boleh dikira daripada galangan haba yang diukur dan ketebalan sampel yang diukur jika rintangan haba antara muka adalah sangat kecil (nominalnya kurang daripada 1 peratus) berbanding dengan rintangan haba sampel. Kekonduksian terma ketara bahan sampel boleh ditentukan dengan tepat dengan mengecualikan rintangan haba antara muka. Ini dicapai dengan mengukur galangan terma ketebalan berbeza bahan yang diuji dan memplot galangan haba terhadap ketebalan. Songsang kecerunan garis lurus yang terhasil ialah kekonduksian terma ketara. Persilangan pada ketebalan sifar ialah jumlah rintangan sentuhan pada dua permukaan. Rintangan sentuhan boleh dikurangkan dengan menyapu gris haba atau minyak pada permukaan ujian spesimen ujian keras (Jenis III).

Organisasi kami, yang telah cuba menyokong perniagaan dari setiap sektor dengan pelbagai ujian, pengukuran, analisis dan kajian penilaian yang telah dijalankan selama bertahun-tahun, mempunyai kakitangan yang kukuh yang mengikuti perkembangan dunia dalam bidang sains dan teknologi dan sentiasa memperbaiki dirinya. Dalam konteks ini, perkhidmatan ujian juga disediakan kepada perniagaan mengikut piawaian "Kaedah ujian Standard ASTM D5470-12 untuk sifat kekonduksian terma bahan penebat elektrik konduktif haba".