มาตรฐาน “ASTM E1952-11 วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับการนำความร้อนและการแพร่กระจายความร้อนด้วยการวัดค่าความร้อนแบบสแกนดิเนชั่นด้วยอุณหภูมิที่ปรับเปลี่ยน” ที่พัฒนาโดยสมาคมการทดสอบและวัสดุแห่งอเมริกา (ASTM) อธิบายขั้นตอนในการกำหนดค่าการนำความร้อนของวัสดุแข็งที่เป็นเนื้อเดียวกันและไม่มีรูพรุนในช่วง 0,10 ถึง 1,0 W⁄ (กม.) ด้วยการวัดค่าความร้อนแบบสแกนดิเนชั่นด้วยอุณหภูมิที่ปรับเปลี่ยน กลุ่มผลิตภัณฑ์นี้ประกอบด้วยวัสดุโพลีเมอร์ แก้ว และเซรามิกมากมาย การแพร่กระจายความร้อน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการนำความร้อนผ่านความจุความร้อนจำเพาะและความหนาแน่น สามารถหาได้จากเช่นกัน ค่าการนำความร้อนและการแพร่กระจายสามารถกำหนดได้ที่อุณหภูมิหนึ่งค่าหรือมากกว่าในช่วง 0 ถึง 90 องศา
สำหรับวัตถุประสงค์ของมาตรฐานนี้ คำศัพท์ทางเทคนิคบางคำที่ใช้ในมาตรฐานนี้ ได้แก่ การสอบเทียบ การวัดปริมาณความร้อนแบบสแกนเชิงอนุพันธ์ ความจุความร้อน อุณหภูมิที่ปรับเปลี่ยน ความแม่นยำ วัสดุอ้างอิง ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานสัมพันธ์ ความสามารถในการทำซ้ำได้ ความสามารถในการผลิตซ้ำได้ ความจุความร้อนจำเพาะ ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน การวิเคราะห์ความร้อน การนำความร้อน และการนำความร้อน ได้รับการกำหนดไว้ใน ASTM E473-21, ASTM E1142-23 และ ASTM E2161-23
โดยเฉพาะสำหรับมาตรฐานนี้ เครื่องวัดปริมาณความร้อนแบบสแกนเชิงอนุพันธ์ของอุณหภูมิที่มีการปรับเปลี่ยน หมายถึงเครื่องวัดปริมาณความร้อนแบบสแกนเชิงอนุพันธ์อีกรุ่นหนึ่ง ซึ่งมีโปรแกรมอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงแบบไซน์ให้กับตัวอย่างทดสอบ นอกเหนือจากโปรแกรมอุณหภูมิคงที่หรือโปรแกรมปรับอุณหภูมิแบบเพิ่มความเร็วตามปกติ ผลการวิเคราะห์ได้แก่ ความจุความร้อนที่ปรากฏและจำเพาะ
เมื่อดำเนินการทดสอบ ความจุความร้อนของชิ้นงานทดสอบสามารถกำหนดได้โดยใช้แนวทางการควบคุมอุณหภูมิ โดยที่โปรแกรมอุณหภูมิแบบแกว่งหรือแบบซ้ำเป็นระยะ (ประมาณอุณหภูมิเฉลี่ย) จะถูกนำมาใช้กับชิ้นงานทดสอบ ทำให้เกิดการไหลของความร้อนแบบแกว่ง (เป็นระยะ) เข้าหรือออกจากชิ้นงาน ความจุความร้อนของตัวอย่างทดสอบสามารถรับได้โดยการหารแอมพลิจูดของการไหลของความร้อนที่เกิดขึ้นด้วยแอมพลิจูดของอุณหภูมิแกว่ง (เป็นระยะ) ที่ผลิตความร้อนนั้นออกมา ความจุความร้อนจำเพาะจะได้รับโดยการปรับความจุความร้อนให้เท่ากับมวลของตัวอย่าง
ความแม่นยำของความจุความร้อนที่ได้ด้วยวิธีนี้ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการทดลอง เมื่อตัวอย่างทดสอบบางๆ ที่ห่อหุ้มอยู่ในถาดตัวอย่างที่มีค่าการนำความร้อนสูงได้รับการบำบัดด้วยการแกว่งอุณหภูมิในระยะยาว (ความถี่ต่ำ) จะถือว่าตัวอย่างทดสอบได้กระจายอุณหภูมิสม่ำเสมอและข้อมูลความจุความร้อนที่ได้นั้นเทียบได้กับข้อมูลของวิธีการทดสอบที่ไม่แกว่งอื่นๆ
เมื่อปลายด้านหนึ่งของชิ้นงานทดสอบที่หนาสัมผัสกับการแกว่งของอุณหภูมิในระยะสั้น (ความถี่สูง) ชิ้นงานทดสอบจะกระจายอุณหภูมิไปตามความยาว โดยขึ้นอยู่กับการแพร่กระจายความร้อน ข้อมูลความจุความร้อนที่ชัดเจนที่ได้ด้วยวิธีนี้จะต่ำกว่ากรณีการกระจายอุณหภูมิสม่ำเสมอตามที่อธิบายไว้ข้างต้น และเป็นสัดส่วนกับรากที่สองของค่าการนำความร้อนของตัวอย่างทดสอบ
ค่าการนำความร้อนของชิ้นงานทดสอบสามารถหาได้จากความจุความร้อนที่ปรากฏของชิ้นงานที่มีความหนา ความจุความร้อนที่แท้จริงของชิ้นงานที่มีขนาดบาง และค่าคงที่ทางเรขาคณิตและเชิงประจักษ์หลายค่า
หากค่าการนำความร้อนของชิ้นงานทดสอบต่ำ จนใกล้เคียงกับก๊าซเป่าล้างโดยรอบ จำเป็นต้องแก้ไขค่าการนำความร้อนที่วัดได้เพื่อชดเชยการสูญเสียความร้อนอันเนื่องมาจากชิ้นงานทดสอบที่มีความหนา
การแพร่กระจายความร้อนเกิดจากการนำความร้อน ความจุความร้อนจำเพาะ และความหนาแน่นของตัวอย่างทดสอบที่กำหนด
การนำความร้อนเป็นพารามิเตอร์การออกแบบที่มีประโยชน์สำหรับอัตราการถ่ายเทความร้อนผ่านวัสดุ ผลลัพธ์ของวิธีการทดสอบนี้สามารถนำไปใช้สำหรับวัตถุประสงค์ด้านการออกแบบ การประเมินการบริการ การควบคุมการผลิต การวิจัยและพัฒนา และการประเมินอันตราย
เนื่องจากขนาดตัวอย่างที่ใช้ในการวิเคราะห์ทางความร้อนนั้นอยู่ที่ประมาณ 10 ถึง 100 มก. จึงต้องระวังให้แน่ใจว่าตัวอย่างนั้นเป็นเนื้อเดียวกันหรือเป็นตัวแทนของวัสดุหรือทั้งสองอย่าง การคำนวณค่าการนำความร้อนต้องทราบรูปทรงเรขาคณิตของตัวอย่างนี้ วิธีทดสอบนี้ต้องใช้ขนาดและรูปร่างของตัวอย่างที่เฉพาะเจาะจง สามารถใช้รูปทรงเรขาคณิตอื่น ๆ ได้โดยทำการเปลี่ยนแปลงสมการการคำนวณตามความเหมาะสม
ขณะเก็บตัวอย่าง จะเลือกถังทรงกระบอกกลมด้านขวาสองถัง ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางโดยประมาณ 6,3 มม. ตัวอย่างการทดสอบชิ้นแรกมีความหนาประมาณ 0,4 มม. และชิ้นที่สองมีความหนาประมาณ 3,5 มม. วิธีการรับตัวอย่างทดสอบเหล่านี้สะดวกที่สุดโดยการตัดจากแท่งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 6,35 มม. ซึ่งเป็นวัสดุทั่วไป เทคนิคการผลิตแบบอื่น เช่น การตัดจากแผ่นโลหะโดยใช้สว่านรูปเห็ด การกลึงจากแผ่นโลหะ หรือการขึ้นรูปก็อาจใช้ได้เช่นกัน พื้นผิวปลายวงกลมของตัวอย่างทดสอบได้รับการขัดให้เรียบและขนานกับความหนาบวกหรือลบ 600 µm ด้วยกระดาษทรายเบอร์ 30
องค์กรของเรามีบุคลากรที่แข็งแกร่งซึ่งติดตามความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีระดับโลกอย่างใกล้ชิด และพัฒนาตนเองอย่างต่อเนื่องในบรรดาการทดสอบ การวัด การวิเคราะห์ และการประเมินผลมากมายที่ให้บริการแก่ธุรกิจในภาคส่วนต่างๆ นั้น รวมถึงบริการทดสอบที่สอดคล้องกับมาตรฐาน "ASTM E1952-11 วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับการนำความร้อนและการแพร่ความร้อนโดยวิธีสแกนแคลอรีเมตรีความแตกต่างของอุณหภูมิแบบปรับเปลี่ยน"
คุณสามารถขอให้เรากรอกแบบฟอร์มของเราเพื่อรับการนัดหมายเพื่อรับข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติมหรือเพื่อขอการประเมินผล
