Norma „ASTM E1461 Štandardná skúšobná metóda pre tepelnú difuzivitu bleskom“, ktorú vyvinula Americká spoločnosť pre testovanie a materiály (ASTM), opisuje testovaciu metódu, ktorá zahŕňa predovšetkým stanovenie tepelnej difuzivity homogénnych izotropných pevných materiálov. Hodnoty tepelnej difuzivity v rozsahu od 0,1 do 1000 (mm) ² s⁻¹ je možné merať pomocou tejto testovacej metódy pri teplotách od približne 75 do 2800 K.
Norma ASTM E2585 pre tepelnú difuzivitu bleskovou metódou je doplnkom k tejto testovacej metóde a poskytuje podrobné informácie o použití bleskovej metódy. Tieto dve normy sa navzájom dopĺňajú.
Táto testovacia metóda je podrobnejšou formou štandardnej testovacej metódy ASTM C714 a je použiteľná pre oveľa širší rozsah materiálov, aplikácií a teplôt a presnosť merania je zvýšená.
Táto testovacia metóda má umožniť širokú škálu návrhov zariadení. Nie je praktické, aby takáto testovacia metóda špecifikovala konštrukčné a procedurálne detaily, ktoré by pokrývali všetky situácie, ktoré by predstavovali výzvu pre niekoho, kto nemá relevantné technické znalosti, alebo aby obmedzovala výskum a vývoj na vylepšenia základnej techniky.
Táto testovacia metóda je použiteľná na merania vykonávané na v podstate úplne hustých (najlepšie, ale nízka pórovitosť je prijateľná), homogénnych a izotropných pevných materiáloch, ktoré sú nepriehľadné pre aplikovaný energetický impulz. Skúsenosti ukazujú, že niektoré odchýlky od týchto prísnych pravidiel je možné vyrovnať starostlivým a vhodným experimentálnym návrhom a môžu výrazne zvýšiť užitočnosť metódy.
Tepelná difuzivita je dôležitá prechodná tepelná vlastnosť potrebná na účely, ako sú konštrukčné aplikácie, určenie bezpečnej prevádzkovej teploty, riadenie procesov a zabezpečenie kvality.
Blesková metóda sa používa na meranie tepelnej difuzivity širokej škály pevných materiálov. Je obzvlášť výhodná vďaka jednoduchej geometrii vzorky, malým požiadavkám na veľkosť vzorky, rýchlosti merania a jednoduchému použitiu.
Za určitých prísnych podmienok, keď sa metóda použije kvantitatívne, je možné určiť špecifickú tepelnú kapacitu homogénnej, izotropnej, nepriehľadnej pevnej vzorky. Výsledky tepelnej difúzie spolu so zodpovedajúcimi hodnotami špecifickej tepelnej kapacity a hustoty je možné použiť na odvodenie tepelnej vodivosti, v mnohých prípadoch podľa vzťahov uvedených v norme.
Pre účely tejto normy je tepelná vodivosť pevného materiálu časová rýchlosť ustáleného toku tepla cez jednotkovú hrúbku nekonečnej dosky homogénneho materiálu, kolmej na povrch, ktorá je výsledkom jednotkového teplotného rozdielu. Keďže sa táto vlastnosť mení s teplotou, musí byť definovaná z hľadiska špecifickej strednej teploty. Tepelná difuzivita pevného materiálu sa určuje vydelením tepelnej vodivosti súčinom jeho hustoty a tepelnej kapacity na jednotku hmotnosti.
Počas testu je malá, tenká disková vzorka vystavená vysoko intenzívnemu, krátkodobému impulzu žiarivej energie. Energia impulzu je absorbovaná na prednom povrchu vzorky a zaznamenáva sa výsledný nárast teploty zadnej strany (tepelná krivka). Hodnota tepelnej difuzivity sa vypočíta z hrúbky vzorky a času potrebného na to, aby nárast teploty zadnej strany dosiahol stanovené percento svojej maximálnej hodnoty. Ak sa má tepelná difuzivita vzorky určiť v konkrétnom teplotnom rozsahu, meranie sa musí opakovať pri každej relevantnej teplote. Táto testovacia metóda je podrobne opísaná v mnohých publikáciách a prehľadových článkoch. Zhrnutie teórie je uvedené v štandardnom dodatku (príloha X1).
Typická vzorka je tenký kruhový disk s prednou plochou menšou ako plocha energetického lúča. Vzorky majú zvyčajne priemer 10 až 12,5 mm (v špeciálnych prípadoch sa môžu použiť vzorky s rozmermi od 6 mm do 30 mm). Optimálna hrúbka závisí od veľkosti odhadovanej tepelnej difúzie a mala by sa zvoliť tak, aby čas na dosiahnutie polovice maximálnej teploty bol v rozsahu 10 až 1000 ms. Pri vyšších teplotách sa uprednostňujú tenšie vzorky, aby sa minimalizovali korekcie tepelných strát, ale vzorky by mali byť vždy dostatočne hrubé, aby reprezentovali testovaný materiál. Hrúbky sa zvyčajne pohybujú od 1 do 6 mm.
Vzorky by mali byť pripravené tak, aby ich povrchy boli ploché a rovnobežné s toleranciou do 0,5 percenta ich hrúbky, aby sa chyba tepelnej difúzie v dôsledku nameranej priemernej hrúbky udržala pod 1 percentom. Na oboch povrchoch by sa malo vyhnúť nerovnostiam (krátery, škrabance, značky).
Pred vykonaním meraní je vhodné naniesť veľmi tenkú, rovnomernú vrstvu grafitu alebo iného materiálu s vysokou emisivitou na oba povrchy testovanej vzorky. Povlak sa môže nanášať metódami, ako je naprašovanie, lakovanie alebo striekanie. To zvyšuje schopnosť vzorky absorbovať aplikovanú energiu, najmä pri vysoko reflexných materiáloch. Pri priehľadných materiáloch by sa mala najprv naniesť vrstva zlata, striebra alebo iných nepriehľadných materiálov a potom grafitový povlak. Pri niektorých nepriehľadných reflexných materiáloch môže pieskovanie povrchu zabezpečiť dostatočnú absorpciu nárazov a emisivitu, najmä pri vysokých teplotách, kde môžu byť povlaky nestabilné alebo môžu reagovať s materiálom.
Základnými komponentmi zariadenia použitého v testoch sú zdroj záblesku, držiak vzorky, environmentálny kryt (voliteľný), detektor teploty a záznamník.
Naša organizácia, ktorá pôsobí už mnoho rokov a dôkladne sleduje globálny vývoj vo vede a technike, zamestnáva kvalifikovaný tím a rozsiahlu infraštruktúru na vykonávanie testov, meraní a analýz v širokej škále oblastí pre podniky vo všetkých sektoroch. V tejto súvislosti poskytujeme aj testovacie služby v súlade so štandardnou testovacou metódou ASTM E1461 pre tepelnú difúziu bleskovou metódou.
Môžete nás požiadať, aby sme vyplnili náš formulár, aby sme dostali schôdzku, získali podrobnejšie informácie alebo požiadali o vyhodnotenie.
