มาตรฐาน “ASTM E1461 วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับการหาค่าการแพร่ความร้อนโดยวิธีแฟลช” ซึ่งพัฒนาโดยสมาคมการทดสอบและวัสดุแห่งอเมริกา (ASTM) อธิบายวิธีการทดสอบที่เกี่ยวข้องกับการหาค่าการแพร่ความร้อนของวัสดุแข็งที่เป็นเนื้อเดียวกันและมีสมบัติไอโซโทรปิกเป็นหลัก ค่าการแพร่ความร้อนในช่วง 0,1 ถึง 1000 (มม.) ² s⁻¹ สามารถวัดได้โดยใช้วิธีการทดสอบนี้ที่อุณหภูมิตั้งแต่ประมาณ 75 ถึง 2800 เคลวิน
มาตรฐาน ASTM E2585 สำหรับการแพร่กระจายความร้อนด้วยวิธีแฟลช เป็นส่วนเสริมของวิธีการทดสอบนี้ และให้ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับการใช้วิธีการแฟลช มาตรฐานทั้งสองนี้เสริมซึ่งกันและกัน
วิธีทดสอบนี้เป็นรูปแบบที่ละเอียดกว่าของวิธีการทดสอบมาตรฐาน ASTM C714 และสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับวัสดุ การใช้งาน และอุณหภูมิได้หลากหลายยิ่งขึ้น อีกทั้งยังเพิ่มความแม่นยำในการวัดได้อีกด้วย
วิธีทดสอบนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อรองรับการออกแบบอุปกรณ์ที่หลากหลาย ในทางปฏิบัติแล้ว วิธีทดสอบดังกล่าวไม่สามารถระบุรายละเอียดโครงสร้างและขั้นตอนการทดสอบที่ครอบคลุมทุกสถานการณ์ที่อาจก่อให้เกิดความท้าทายต่อผู้ที่ขาดความรู้ทางเทคนิคที่เกี่ยวข้อง หรือจำกัดการวิจัยและพัฒนาไว้เพียงการปรับปรุงเทคนิคพื้นฐานเท่านั้น
วิธีทดสอบนี้ใช้ได้กับการวัดที่ทำกับวัสดุแข็งที่มีความหนาแน่นสมบูรณ์ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งแต่ความพรุนต่ำก็ยอมรับได้) เป็นเนื้อเดียวกัน และไอโซทรอปิก ซึ่งทึบแสงต่อพัลส์พลังงานที่ใช้ ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าการเบี่ยงเบนจากกฎเกณฑ์ที่เข้มงวดเหล่านี้บางส่วนสามารถยอมรับได้ด้วยการออกแบบการทดลองอย่างรอบคอบและเหมาะสม และสามารถเพิ่มประโยชน์ของวิธีการนี้ได้อย่างมาก
การแพร่กระจายความร้อนเป็นคุณสมบัติทางความร้อนชั่วคราวที่สำคัญซึ่งจำเป็นสำหรับวัตถุประสงค์ต่างๆ เช่น การออกแบบ การกำหนดอุณหภูมิการทำงานที่ปลอดภัย การควบคุมกระบวนการ และการรับรองคุณภาพ
วิธีการแฟลชใช้ในการวัดค่าการแพร่ความร้อนของวัสดุแข็งหลากหลายชนิด วิธีนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งเนื่องจากรูปทรงตัวอย่างที่เรียบง่าย ความต้องการขนาดตัวอย่างที่เล็ก ความเร็วในการวัด และความสะดวกในการใช้งาน
ภายใต้เงื่อนไขที่เข้มงวดบางประการ เมื่อใช้วิธีการนี้ในเชิงปริมาณ จะสามารถหาค่าความจุความร้อนจำเพาะของตัวอย่างของแข็งทึบแสงที่เป็นเนื้อเดียวกัน สม่ำเสมอ และไอโซทรอปิกได้ ผลการกระจายความร้อนพร้อมกับค่าความจุความร้อนจำเพาะและความหนาแน่นที่สอดคล้องกัน สามารถนำมาใช้เพื่อหาค่าการนำความร้อนได้ ซึ่งในหลายกรณีจะเป็นไปตามความสัมพันธ์ที่กำหนดไว้ในมาตรฐาน
สำหรับวัตถุประสงค์ของมาตรฐานนี้ ค่าการนำความร้อนของวัสดุแข็งคืออัตราเวลาของการไหลของความร้อนอย่างต่อเนื่องผ่านแผ่นวัสดุเนื้อเดียวกันที่มีความหนาไม่จำกัดจำนวนแผ่น ตั้งฉากกับพื้นผิว ซึ่งเป็นผลมาจากความแตกต่างของอุณหภูมิหนึ่งหน่วย เนื่องจากคุณสมบัตินี้แปรผันตามอุณหภูมิ จึงจำเป็นต้องนิยามในรูปของอุณหภูมิเฉลี่ยที่เฉพาะเจาะจง ค่าการแพร่ความร้อนของวัสดุแข็งคำนวณได้จากการหารค่าการนำความร้อนด้วยผลคูณของความหนาแน่นและความจุความร้อนต่อหน่วยมวล
ในระหว่างการทดสอบ ตัวอย่างดิสก์ขนาดเล็กและบางจะถูกฉายรังสีพัลส์ความเข้มสูงในช่วงเวลาสั้นๆ พลังงานของพัลส์จะถูกดูดซับที่พื้นผิวด้านหน้าของตัวอย่าง และบันทึกการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิด้านหลัง (เส้นโค้งความร้อน) ที่เกิดขึ้น ค่าการแพร่ความร้อนคำนวณจากความหนาของตัวอย่างและเวลาที่ใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิด้านหลังจนถึงเปอร์เซ็นต์ที่กำหนดของค่าสูงสุด หากต้องการหาค่าการแพร่ความร้อนของตัวอย่างในช่วงอุณหภูมิที่กำหนด จะต้องทำซ้ำการวัดที่อุณหภูมิที่เกี่ยวข้องทุกครั้ง วิธีการทดสอบนี้มีการอธิบายโดยละเอียดในเอกสารเผยแพร่และบทความวิจารณ์หลายฉบับ บทสรุปของทฤษฎีนี้อยู่ในภาคผนวกมาตรฐาน (ภาคผนวก X1)
ตัวอย่างทั่วไปเป็นแผ่นกลมบางที่มีพื้นที่ผิวด้านหน้าเล็กกว่าลำแสงพลังงาน โดยทั่วไปตัวอย่างจะมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 ถึง 12,5 มิลลิเมตร (ในกรณีพิเศษ สามารถใช้ตัวอย่างขนาดเล็กถึง 6 มิลลิเมตร และขนาดใหญ่ถึง 30 มิลลิเมตรได้) ความหนาที่เหมาะสมที่สุดขึ้นอยู่กับขนาดของการแพร่ความร้อนโดยประมาณ และควรเลือกให้เวลาในการเข้าถึงครึ่งหนึ่งของอุณหภูมิสูงสุดอยู่ในช่วง 10 ถึง 1000 มิลลิวินาที ตัวอย่างที่บางกว่าจะเหมาะสมที่สุดที่อุณหภูมิสูงกว่าเพื่อลดการแก้ไขการสูญเสียความร้อน แต่ตัวอย่างควรมีความหนาเพียงพอที่จะแสดงถึงวัสดุที่ใช้ทดสอบได้ โดยทั่วไปความหนาจะอยู่ระหว่าง 1 ถึง 6 มิลลิเมตร
ควรเตรียมชิ้นงานให้พื้นผิวเรียบและขนานกันภายใน 0,5 เปอร์เซ็นต์ของความหนา เพื่อควบคุมความคลาดเคลื่อนจากการแพร่กระจายความร้อนอันเนื่องมาจากความหนาเฉลี่ยที่วัดได้ให้ต่ำกว่า 1 เปอร์เซ็นต์ ควรหลีกเลี่ยงความไม่เรียบ (หลุม รอยขีดข่วน รอยตำหนิ) บนพื้นผิวทั้งสอง
ก่อนทำการวัด ควรเคลือบกราไฟต์หรือวัสดุอื่นๆ ที่มีค่าการแผ่รังสีสูงบางๆ ให้ทั่วถึงทั้งสองด้านของตัวอย่างที่ต้องการทดสอบ การเคลือบสามารถทำได้หลายวิธี เช่น การสปัตเตอร์ การทาสี หรือการพ่น ซึ่งจะช่วยเพิ่มความสามารถในการดูดซับพลังงานของตัวอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัสดุที่สะท้อนแสงสูง สำหรับวัสดุโปร่งใส ควรเคลือบทอง เงิน หรือวัสดุทึบแสงอื่นๆ ก่อน แล้วจึงเคลือบกราไฟต์ สำหรับวัสดุสะท้อนแสงบางชนิดที่มีค่าการแผ่รังสีต่ำ การพ่นทรายบนพื้นผิวสามารถดูดซับแรงกระแทกและแผ่รังสีได้อย่างเพียงพอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุณหภูมิสูง ซึ่งสารเคลือบอาจไม่เสถียรหรือทำปฏิกิริยากับวัสดุ
ส่วนประกอบพื้นฐานของอุปกรณ์ที่ใช้ในการทดสอบ ได้แก่ แหล่งกำเนิดแฟลช ที่ยึดตัวอย่าง กล่องหุ้มสิ่งแวดล้อม (อุปกรณ์เสริม) เครื่องตรวจจับอุณหภูมิ และเครื่องบันทึก
องค์กรของเราดำเนินงานมายาวนานหลายปีและติดตามความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีระดับโลกอย่างพิถีพิถัน เรามีทีมงานผู้เชี่ยวชาญและโครงสร้างพื้นฐานที่ครอบคลุมเพื่อดำเนินการทดสอบ วัดผล และวิเคราะห์ในหลากหลายสาขาสำหรับธุรกิจในทุกภาคส่วน นอกจากนี้ เรายังให้บริการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM E1461 สำหรับวิธีทดสอบการแพร่กระจายความร้อนด้วยวิธีแฟลช
คุณสามารถขอให้เรากรอกแบบฟอร์มของเราเพื่อรับการนัดหมายเพื่อรับข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติมหรือเพื่อขอการประเมินผล
