Norma „ASTM E1952-11 Štandardná skúšobná metóda pre tepelnú vodivosť a tepelnú difuzivitu pomocou modulovanej teplotne diferenciálnej skenovacej kalorimetrie“, ktorú vyvinula Americká spoločnosť pre testovanie a materiály (ASTM), opisuje postup na stanovenie tepelnej vodivosti homogénnych, neporéznych pevných materiálov v rozsahu 0,10 až 1,0 W⁄ (Km) pomocou modulovanej teplotne diferenciálnej skenovacej kalorimetrie. Táto rada zahŕňa mnoho polymérnych, sklenených a keramických materiálov. Možno odvodiť aj tepelnú difuzivitu, ktorá súvisí s tepelnou vodivosťou prostredníctvom špecifickej tepelnej kapacity a hustoty. Tepelnú vodivosť a difuzivitu je možné stanoviť pri jednej alebo viacerých teplotách v rozsahu od 0 do 90 stupňov.
Na účely tejto normy sú určité technické pojmy používané v tejto norme vrátane kalibrácie, diferenčnej skenovacej kalorimetrie, tepelnej kapacity, modulovanej teploty, presnosti, referenčného materiálu, relatívnej štandardnej odchýlky, opakovateľnosti, reprodukovateľnosti, špecifickej tepelnej kapacity, štandardnej odchýlky, tepelnej analýzy, tepelnej vodivosti a tepelnej vodivosti definované v normách ASTM E473-21, ASTM E1142-23 a ASTM E2161-23.
Špecificky pre túto normu sa modulovaný teplotný diferenciálny skenovací kalorimeter vzťahuje na verziu diferenciálneho skenovacieho kalorimetra, ktorá okrem konvenčných izotermických alebo teplotných programov poskytuje sínusoidne sa meniaci teplotný program pre testovanú vzorku. Výsledky analýzy zahŕňajú zdanlivú a mernú tepelnú kapacitu.
Pri vykonávaní skúšok je možné tepelnú kapacitu skúšobnej vzorky určiť pomocou prístupu modulovanej teploty, pri ktorom sa na skúšobnú vzorku aplikuje oscilačný alebo periodicky sa opakujúci teplotný program (okolo strednej teploty), čím sa vytvára oscilačný (periodický) tepelný tok do alebo zo vzorky. Tepelnú kapacitu skúšobnej vzorky možno získať vydelením amplitúdy výsledného tepelného toku amplitúdou oscilujúcej (periodickej) teploty, ktorá ho spôsobila. Merná tepelná kapacita sa získa normalizáciou tepelnej kapacity na hmotnosť vzorky.
Presnosť tepelnej kapacity získanej týmto spôsobom závisí od experimentálnych podmienok. Keď sa tenká testovaná vzorka zapuzdrená vo vzorkovej miske s vysokou tepelnou vodivosťou spracuje dlhodobými (nízkofrekvenčnými) teplotnými osciláciami, predpokladá sa, že testovaná vzorka dosiahla rovnomerné rozloženie teploty a výsledné informácie o tepelnej kapacite sú porovnateľné s informáciami z iných neoscilačných testovacích metód.
Keď je jeden koniec hrubej skúšobnej vzorky vystavený krátkodobým (vysokofrekvenčným) teplotným osciláciám, skúšobná vzorka získa pozdĺž svojej dĺžky rozloženie teploty, ktoré závisí od jej tepelnej difuzivity. Informácia o zdanlivej tepelnej kapacite získaná týmto spôsobom je nižšia ako v prípade rovnomerného rozloženia teploty opísaného vyššie a je úmerná druhej odmocnine tepelnej vodivosti testovaných vzoriek.
Tepelnú vodivosť skúšobnej vzorky možno odvodiť zo zdanlivej tepelnej kapacity hrubej vzorky, skutočnej tepelnej kapacity tenkej vzorky a množstva geometrických a empirických konštánt.
Ak je tepelná vodivosť skúšobnej vzorky nízka a blíži sa k tepelnej vodivosti okolitého preplachovacieho plynu, je potrebná korekcia nameranej tepelnej vodivosti, aby sa kompenzovali tepelné straty spôsobené hrúbkou skúšobnej vzorky.
Tepelná difuzivita sa odvodzuje zo stanovenej tepelnej vodivosti, mernej tepelnej kapacity a hustoty testovanej vzorky.
Tepelná vodivosť je užitočný konštrukčný parameter pre rýchlosť prenosu tepla cez materiál. Výsledky tejto testovacej metódy možno použiť na účely návrhu, hodnotenia služieb, riadenia výroby, výskumu a vývoja a hodnotenia rizík.
Keďže veľkosť vzorky používanej pri termickej analýze je rádovo 10 až 100 mg, je potrebné dbať na to, aby bola homogénna alebo reprezentatívna pre daný materiál, alebo oboje. Výpočet tepelnej vodivosti vyžaduje znalosť tejto geometrie vzorky. Táto testovacia metóda vyžaduje špecifickú veľkosť a tvar vzorky. Iné geometrie je možné použiť vykonaním vhodných zmien vo výpočtových rovniciach.
Pri odbere vzorky sa vyberú dva pravé kruhové valce s nominálnym priemerom 6,3 mm. Prvá z týchto skúšobných vzoriek má nominálnu hrúbku 0,4 mm a druhá má nominálnu hrúbku 3,5 mm. Tieto testovacie vzorky sa najpohodlnejšie získavajú vyrezaním z tyče s priemerom 6,35 mm, čo je bežný druh materiálu. Môžu sa použiť aj iné výrobné techniky, ako je rezanie z plechu pomocou hubových vrtákov, obrábanie zo surového materiálu alebo lisovanie. Kruhové koncové povrchy testovaných vzoriek sú vyleštené brúsnym papierom so zrnitosťou 600 tak, aby boli hladké a rovnobežné s presnosťou plus/mínus 30 µm.
Naša organizácia má silnú pracovnú silu, ktorá pozorne sleduje globálny vývoj vo vede a technike a neustále sa zlepšuje. Medzi početnými testami, meraniami, analýzami a hodnoteniami poskytovanými pre podniky v rôznych odvetviach sú aj testovacie služby v súlade s normou „ASTM E1952-11 Štandardná skúšobná metóda pre tepelnú vodivosť a tepelnú difuzivitu pomocou modulovanej skenovacej kalorimetrie teplotného rozdielu“.
Môžete nás požiadať, aby sme vyplnili náš formulár, aby sme dostali schôdzku, získali podrobnejšie informácie alebo požiadali o vyhodnotenie.
