
Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından geliştirilen “ASTM E1952-11 Modüle edilmiş sıcaklık farkı taramalı kalorimetri ile ısıl iletkenlik ve ısıl yayılma için standart test yöntemi” standardında, modüle edilmiş sıcaklık diferansiyel taramalı kalorimetre ile 0,10 ila 1,0 W ⁄ (K.m) aralığında homojen, gözeneksiz katı malzemelerin termal iletkenliğinin belirlenmesine yönelik bir prosedür açıklanmaktadır. Bu aralık birçok polimerik, cam ve seramik malzemeyi içerir. Özgül ısı kapasitesi ve yoğunluk yoluyla termal iletkenlikle ilişkili olan termal difüzivite de türetilebilir. Termal iletkenlik ve difüzivite, 0 ila 90 derece aralığında bir veya daha fazla sıcaklıkta belirlenebilir.

Bu standardın amaçları doğrultusunda bu standartta kullanılan belirli teknik terimler, kalibrasyon, diferansiyel tarama kalorimetrisi, ısı kapasitesi, modüle edilmiş sıcaklık, hassasiyet, referans malzeme, bağıl standart sapma, tekrarlanabilirlik, yeniden üretilebilirlik, özgül ısı kapasitesi, standart sapma, termal analiz, termal iletkenlik ve termal iletkenlik dahil olmak üzere birçok terim ve tanım, ASTM E473-21, ASTM E1142-23 ve ASTM E2161-23 standartlarında tanımlanmıştır.
Bu standarda özgü olarak modüle edilmiş sıcaklık diferansiyel tarama kalorimetresi, geleneksel izotermal veya sıcaklık rampası programlarına ek olarak test numunesine sinüzoidal olarak değişen bir sıcaklık programı sağlayan bir diferansiyel tarama kalorimetresi versiyonunu ifade eder. Analiz sonuçları görünür ve özgül ısı kapasitesini içerir.
Testler yapılırken bir test numunesinin ısı kapasitesi, bir test numunesine salınımlı veya periyodik olarak tekrarlayan bir sıcaklık programının (ortalama bir sıcaklık civarında) uygulandığı ve numuneye salınımlı (periyodik) bir ısı akışı üreten veya numuneden dışarı çıkan modüle edilmiş sıcaklık yaklaşımı kullanılarak belirlenebilir. Test numunesinin ısı kapasitesi, ortaya çıkan ısı akışının genliğinin, onu üreten salınımlı (periyodik) sıcaklığın genliğine bölünmesiyle elde edilebilir. Özgül ısı kapasitesi, ısı kapasitesinin numune kütlesine normalleştirilmesiyle elde edilir.
Bu şekilde elde edilen ısı kapasitesinin doğruluğu deneysel koşullara bağlıdır. Yüksek termal iletkenliğe sahip bir numune tavasında kapsüllenmiş ince bir test numunesi, uzun süreli (düşük frekanslı) sıcaklık salınımlarıyla muamele edildiğinde, test numunesinin düzgün bir sıcaklık dağılımına ulaştığı varsayılır ve ortaya çıkan ısı kapasitesi bilgisi, diğer salınımsız test yöntemlerinin bilgileriyle karşılaştırılabilir olur.
Kalın bir test numunesinin bir ucu kısa süreli (yüksek frekanslı) sıcaklık salınımlarına maruz kaldığında, test numunesi, termal difüzivitesine bağlı olarak uzunluğu boyunca bir sıcaklık dağılımı elde eder. Bu şekilde elde edilen görünür ısı kapasitesi bilgisi, yukarıda açıklanan düzgün sıcaklık dağılımı durumundan daha düşüktür ve test numunelerinin termal iletkenliğinin kareköküne orantılıdır.
Test numunesinin termal iletkenliği, kalın bir numunenin görünür ısı kapasitesinden, ince bir numunenin gerçek ısı kapasitesinden ve bir dizi geometrik ve deneysel sabitten türetilebilir.
Test numunesinin termal iletkenliği düşükse, onu çevreleyen temizleme gazınınkine yaklaşıyorsa, kalın test numunesinden kaynaklanan ısı kayıplarını telafi etmek için ölçülen termal iletkenlikte bir düzeltme gerekir.
Termal difüzivite, test numunesinin belirlenen termal iletkenliğinden, özgül ısı kapasitesinden ve yoğunluğundan türetilir.
Isıl iletkenlik, bir malzeme üzerinden ısı transferinin hızı için yararlı bir tasarım parametresidir. Bu test yönteminin sonuçları tasarım amaçları, servis değerlendirmesi, üretim kontrolü, araştırma ve geliştirme ve tehlike değerlendirmesi için kullanılabilir.
Termal analizde kullanılan numune boyutu 10 ila 100 mg mertebesinde olduğundan, homojen veya malzemeyi temsil eden veya her ikisi de olduğundan emin olmak için özen gösterilmelidir. Termal iletkenliğin hesaplanması, bu numune geometrisinin bilinmesini gerektirir. Bu test yöntemi belirli bir numune boyutu ve şekli gerektirir. Hesaplama denklemlerinde uygun değişiklikler yapılarak diğer geometriler kullanılabilir.
Numune alınırken her ikisi de nominal olarak 6,3 mm çapında iki dik dairesel silindir seçilir. Bu test numunelerinden ilki nominal olarak 0,4 mm kalınlığında ve ikincisi nominal olarak 3,5 mm kalınlığındadır. Bu test numuneleri en uygun şekilde, yaygın bir malzeme formu olan 6,35 mm çapındaki çubuktan kesilerek elde edilir. Mantar deliciler kullanılarak levha stoğundan kesme, stoktan işleme veya kalıplama gibi diğer üretim teknikleri de kullanılabilir. Test numunelerinin dairesel uç yüzeyleri 600 grit zımpara kağıdı ile artı/eksi 30 µm’ye kadar pürüzsüz ve paralel olacak şekilde cilalanır.
Kuruluşumuz, bilim ve teknoloji alanında dünyada yaşanan gelişmeleri yakından takip eden ve sürekli kendini geliştiren güçlü bir çalışan kadrosuna sahiptir. Çeşitli sektörlerdeki işletmeler için verilen çok sayıda test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları arasında, “ASTM E1952-11 Modüle edilmiş sıcaklık farkı taramalı kalorimetri ile ısıl iletkenlik ve ısıl yayılma için standart test yöntemi” standardına uygun test hizmetleri de bulunmaktadır.
