Standarden ”ASTM E1461 Standard Test Method for Thermal Diffusivity by Flash”, utvecklad av American Society for Testing and Materials (ASTM), beskriver en testmetod som huvudsakligen involverar bestämning av termisk diffusivitet hos homogena isotropa fasta material. Termisk diffusivitetsvärden i intervallet 0,1 till 1000 (mm) ² /s⁻¹ kan mätas med denna testmetod vid temperaturer från cirka 75 till 2800 K.
ASTM E2585 Standardpraxis för termisk diffusivitet med blixtmetoden är ett komplement till denna testmetod och ger detaljerad information om användningen av blixtmetoden. Dessa två standarder kompletterar varandra.
Denna testmetod är en mer detaljerad form av ASTM C714-standardtestmetoden och är tillämplig på ett mycket bredare spektrum av material, tillämpningar och temperaturer, och mätnoggrannheten ökar.
Denna testmetod är avsedd att möjliggöra en mängd olika apparatdesigner. Det är opraktiskt för en sådan testmetod att specificera konstruktions- och procedurdetaljer som skulle täcka alla situationer som skulle utgöra en utmaning för någon som saknar relevant teknisk kunskap, eller att begränsa forskning och utveckling till förbättringar av den grundläggande tekniken.
Denna testmetod är tillämpbar på mätningar utförda på i huvudsak helt täta (helst, men låg porositet är acceptabel), homogena och isotropa fasta material som är ogenomskinliga för den applicerade energipulsen. Erfarenheten visar att vissa avvikelser från dessa strikta regler kan hanteras genom noggrann och lämplig experimentell design och kan avsevärt öka metodens användbarhet.
Termisk diffusivitet är en viktig transient termisk egenskap som krävs för ändamål som designtillämpningar, bestämning av säker driftstemperatur, processkontroll och kvalitetssäkring.
Blixtmetoden används för att mäta den termiska diffusiviteten hos en mängd olika fasta material. Den är särskilt fördelaktig på grund av dess enkla provgeometri, små provstorlekskrav, mäthastighet och användarvänlighet.
Under vissa strikta förhållanden, när metoden används kvantitativt, kan den specifika värmekapaciteten hos ett homogent, isotropiskt, ogenomskinligt fast prov bestämmas. Resultat från termisk diffusion, tillsammans med motsvarande värden för specifik värmekapacitet och densitet, kan användas för att härleda värmeledningsförmågan, i många fall enligt de samband som anges i standarden.
I denna standard avses med värmeledningsförmågan hos ett fast material tidshastigheten för ett konstant värmeflöde genom en enhetstjocklek av en oändlig platta av homogent material, vinkelrätt mot ytan, som ett resultat av en enhetstemperaturskillnad. Eftersom denna egenskap varierar med temperaturen måste den definieras i termer av en specifik medeltemperatur. Den termiska diffusiviteten hos ett fast material bestäms genom att dividera värmeledningsförmågan med produkten av dess densitet och värmekapacitet per massenhet.
Under testet utsätts ett litet, tunt skivprov för en högintensiv, kortvarig puls av strålningsenergi. Pulsens energi absorberas vid provets framsida, och den resulterande temperaturökningen på baksidan (termisk kurva) registreras. Värdet för termisk diffusivitet beräknas utifrån provets tjocklek och den tid som krävs för att temperaturökningen på baksidan ska nå en specificerad procentandel av dess maximala värde. Om provets termiska diffusivitet ska bestämmas över ett specifikt temperaturområde måste mätningen upprepas vid varje relevant temperatur. Denna testmetod beskrivs i detalj i ett antal publikationer och översiktsartiklar. En sammanfattning av teorin finns i standardbilagan (bilaga X1).
Det typiska provet är en tunn cirkulär skiva med en främre yta som är mindre än energistrålens. Proverna har vanligtvis en diameter på 10 till 12,5 mm (i speciella fall kan prover så små som 6 mm och så stora som 30 mm användas). Den optimala tjockleken beror på storleken på den uppskattade termiska diffusionen och bör väljas så att tiden för att nå halva den maximala temperaturen ligger i intervallet 10 till 1000 ms. Tunnare prover föredras vid högre temperaturer för att minimera korrigeringar för värmeförlust, men proverna bör alltid vara tillräckligt tjocka för att representera testmaterialet. Tjocklekarna varierar vanligtvis från 1 till 6 mm.
Prover bör förberedas så att deras ytor är plana och parallella inom 0,5 procent av deras tjocklek för att hålla det termiska diffusionsfelet på grund av den uppmätta genomsnittliga tjockleken under 1 procent. Ojämnheter (kratrar, repor, märken) bör undvikas på båda ytorna.
Innan mätningar utförs är det god praxis att applicera ett mycket tunt, jämnt lager av grafit eller annat högemissivt material på båda ytorna av provet som ska testas. Beläggningen kan appliceras med metoder som sputtering, målning eller sprutning. Detta ökar provets förmåga att absorbera den applicerade energin, särskilt för högreflekterande material. För transparenta material bör ett lager av guld, silver eller andra ogenomskinliga material appliceras först, följt av grafitbeläggningen. För vissa ogenomskinliga reflekterande material kan sandblästring av ytan ge tillräcklig stötdämpning och emissivitet, särskilt vid höga temperaturer där beläggningar kan vara instabila eller reagera med materialet.
De grundläggande komponenterna i den enhet som används i testerna är blixtkällan, provhållaren, miljöhöljet (valfritt), temperaturdetektorn och inspelaren.
Vår organisation, som har varit verksam i många år och noggrant följer den globala utvecklingen inom vetenskap och teknik, har ett skickligt team och en omfattande infrastruktur för att utföra tester, mätningar och analyser inom en mängd olika områden för företag inom alla sektorer. I detta sammanhang tillhandahåller vi även testtjänster i enlighet med ASTM E1461 Standard Test Method for Thermal Diffusion by Flash Method.
Du kan be oss fylla i vårt formulär för att få en tid, för att få mer detaljerad information eller för att begära en utvärdering.
