A norma “ASTM E831-19 Método de teste padrão para expansão térmica linear de materiais sólidos por análise termomecânica” publicada pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM) descreve um método de teste para determinar o coeficiente técnico de expansão térmica linear de materiais sólidos usando técnicas de análise termomecânica. Este método de teste é aplicável a materiais sólidos que apresentam dureza suficiente em toda a faixa de temperatura do teste para que a sonda de detecção não faça indentações na amostra. O limite inferior recomendado do coeficiente de expansão térmica linear medido por este método de teste é 5 µm/(m grau). O método de teste pode ser usado em níveis de expansão mais baixos (ou negativos) com menos precisão e sensibilidade. Este método de teste é aplicável à faixa de temperatura de menos 120 graus a mais 900 graus. A faixa de temperatura pode ser ainda mais ampliada dependendo da instrumentação e dos materiais de calibração utilizados.
Todos os termos e definições fornecidos nas normas “Terminologia Padrão ASTM E473-21a sobre Análise Térmica e Reologia” e “Terminologia Padrão ASTM E1142-11 sobre Propriedades Termofísicas” são válidos para este método de teste, incluindo termos de análise térmica, coeficiente de expansão térmica linear, termodilatometria e análise termomecânica. Além disso, o coeficiente médio de expansão térmica linear, a mudança no comprimento em relação ao comprimento da amostra à temperatura ambiente, expressa a mudança em uma temperatura unitária definida pela temperatura do ponto médio da faixa de temperatura de medição.
Este método de teste usa um analisador termomecânico ou dispositivo similar para determinar a expansão térmica linear de materiais sólidos quando submetidos a uma taxa de aquecimento constante. A alteração no comprimento da amostra é registrada eletronicamente em função da temperatura. O coeficiente de expansão térmica linear pode ser calculado a partir desses dados registrados.
Coeficientes de expansão térmica linear são usados, por exemplo, para fins de projeto e para determinar se ocorrerá falha devido ao estresse térmico quando um corpo sólido composto de dois materiais diferentes for submetido a mudanças de temperatura. Este método de teste é comparável ao padrão “ASTM D3386-00 Método de teste padrão para coeficiente de expansão térmica linear de materiais isolantes elétricos” para testar materiais isolantes elétricos, mas abrange um grupo mais geral de materiais sólidos e define as condições de teste de forma mais específica. Este método de teste usa uma amostra menor e um aparelho significativamente diferente dos métodos de teste definidos nas normas ASTM E228-22 e ASTM D696-16. Este método de teste pode ser usado em pesquisas, aceitação de especificações, conformidade regulatória e garantia de qualidade.
Dispositivos de análise termomecânica são utilizados nesses testes. Este instrumento necessário para fornecer capacidade analítica termomecânica ou termodilatométrica mínima para este método de teste inclui:
A capacidade de resfriamento também é necessária nos testes para manter a temperatura da amostra abaixo do ambiente (caso medições abaixo do ambiente sejam feitas) ou para acelerar o resfriamento da amostra a partir de temperaturas elevadas.
As amostras devem ter entre 2 mm e 10 mm de comprimento e extremidades retas e paralelas de até mais ou menos 7 µm. As dimensões laterais não devem exceder 25 mm. Amostras de outros tamanhos podem ser usadas, mas as dimensões devem ser informadas. Observou-se que esse nível de planura e paralelismo não pode ser alcançado em alguns materiais. Amostras que não atendem a esses requisitos podem resultar em maior perda de sensibilidade. As amostras são geralmente medidas conforme recebidas. Se algum tratamento térmico ou mecânico for aplicado à amostra antes do teste, isso deve ser anotado no relatório. Alguns materiais, particularmente compósitos, podem exigir tratamento térmico para condicionar a amostra antes do teste para remover tensões ou distorções. Qualquer tratamento térmico desse tipo deve ser incluído no relatório.
Nossa organização, que vem tentando dar suporte a empresas de todos os setores com uma ampla gama de estudos de testes, medições, análises e avaliações realizados há anos, conta com uma equipe forte que acompanha de perto os desenvolvimentos no mundo no campo da ciência e tecnologia e se aprimora constantemente. Neste contexto, também são fornecidos serviços de teste às empresas de acordo com a norma “Método de teste padrão ASTM E831-19 para expansão térmica linear de materiais sólidos por análise termomecânica”.
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