Tiêu chuẩn "ASTM E1225 Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn về độ dẫn nhiệt của chất rắn sử dụng kỹ thuật dòng nhiệt so sánh dọc theo mẫu thử" của Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ (ASTM) mô tả một kỹ thuật trạng thái ổn định để xác định độ dẫn nhiệt của chất rắn đục đồng nhất. Phương pháp thử nghiệm này áp dụng cho các vật liệu có độ dẫn nhiệt hiệu dụng trong khoảng từ 0,2 đến 200 W/(m·K) ở dải nhiệt độ từ 90 K đến 1300 K. Ngoài dải nhiệt độ này, phương pháp có thể được sử dụng với độ chính xác thấp hơn.
Đối với kỹ thuật này, một hệ thống được coi là đồng nhất nếu độ dẫn nhiệt biểu kiến của mẫu không thay đổi quá cộng hoặc trừ 5 phần trăm khi có sự thay đổi về độ dày hoặc diện tích mặt cắt ngang. Đối với vật liệu composite hoặc hệ thống không đồng nhất gồm các tấm hoặc đĩa liên kết với nhau, mẫu phải có chiều rộng và chiều dày lần lượt lớn hơn 20 đơn vị. Một đơn vị là độ dày của tấm hoặc đĩa dày nhất, do đó, sự thay đổi của một nửa đơn vị về đường kính hoặc chiều dài ảnh hưởng đến giá trị độ dẫn nhiệt biểu kiến ít hơn cộng hoặc trừ 5 phần trăm. Đối với các hệ thống không mờ đục hoặc trong suốt một phần trong tia hồng ngoại, sai số kết hợp do không đồng nhất và độ truyền photon phải nhỏ hơn cộng hoặc trừ 5 phần trăm. Các phép đo trên chất rắn có độ trong suốt cao phải kèm theo thông tin về hệ số hấp thụ tia hồng ngoại, nếu không kết quả phải được báo cáo là độ dẫn nhiệt biểu kiến.
Trong khoa học và kỹ thuật vật liệu, độ dẫn nhiệt là một đặc tính quan trọng quyết định hiệu quả truyền nhiệt của vật liệu. Đặc tính này rất cần thiết cho việc thiết kế mọi thứ, từ bộ tản nhiệt hiệu quả trong thiết bị điện tử đến các lớp chắn nhiệt bền bỉ trong các linh kiện hàng không vũ trụ. ASTM cung cấp các tiêu chuẩn nghiêm ngặt để đảm bảo các phép đo chính xác và có thể lặp lại. ASTM E1225 cung cấp một phương pháp so sánh chính xác để đánh giá độ dẫn nhiệt trong vật liệu rắn. Tiêu chuẩn này hỗ trợ những tiến bộ trong lĩnh vực vật liệu hiệu suất cao.
Tiêu chuẩn này tập trung vào việc đo độ dẫn nhiệt của vật liệu rắn đồng nhất, được biểu thị bằng watt trên mét-kelvin, bằng kỹ thuật dòng nhiệt so sánh trạng thái ổn định. Phương pháp này đặc biệt phù hợp với các vật liệu có độ dẫn nhiệt từ trung bình đến cao, chẳng hạn như kim loại, hợp kim, gốm sứ, polyme, vật liệu chịu lửa, cacbon, than chì và vật liệu composite của chúng.
Phương pháp này giảm thiểu tổn thất nhiệt bằng cách đặt mẫu thử giữa các vật liệu tham chiếu trong một cột dòng nhiệt được kiểm soát, đảm bảo truyền nhiệt đồng đều dọc theo chiều dài của nó. Kỹ thuật này lý tưởng cho nhiệt độ từ nhiệt độ môi trường đến 1300°C, linh hoạt cho cả ứng dụng nhiệt độ phòng và nhiệt độ cao. Không giống như các phương pháp tạm thời (ví dụ: tia laser), phương pháp trạng thái ổn định này cung cấp dữ liệu có độ chính xác cao cho thiết kế kỹ thuật và kiểm soát chất lượng. Tiêu chuẩn này không áp dụng cho các vật liệu có độ xốp cao, dị hướng hoặc độ dẫn điện thấp, hướng người dùng đến các phương pháp thay thế như ASTM C518 cho bọt hoặc ASTM E1461 cho phương pháp hàn mặt phẳng tạm thời.
Bản chất của tiêu chuẩn ASTM E1225 nằm ở thiết bị dòng nhiệt được bảo vệ, tạo ra một gradient nhiệt độ đồng nhất. Khi thiết lập thiết bị thử nghiệm,
Trong quá trình chuẩn bị mẫu, các mẫu hình trụ hoặc hình chữ nhật (thường có đường kính 25-50 mm và chiều dài 50-150 mm) được cắt từ vật liệu, đảm bảo độ song song và độ phẳng bề mặt là 0,025 mm. Cột được xếp chồng lên nhau với các mẫu chuẩn, mỡ tản nhiệt được bôi lên các giao diện và được hiệu chuẩn bằng vật liệu chuẩn (ví dụ: thạch anh hoặc kim loại có thể truy xuất nguồn gốc theo tiêu chuẩn NIST).
Trong quá trình đo, nhiệt được áp dụng để đạt được độ dốc trạng thái ổn định trên toàn bộ mẫu. Nhiệt độ, nhiệt lượng đầu vào và kích thước được ghi lại. Giá trị k được tính toán bằng định luật Fourier. Ngoài ra, điện trở tiếp xúc, bức xạ và độ không ổn định được hiệu chỉnh bằng các phương trình được đưa ra trong tiêu chuẩn này. Khi báo cáo, giá trị k được bao gồm ở nhiệt độ trung bình đã chỉ định, độ không chắc chắn (thường là cộng/trừ 3-5 phần trăm) và điều kiện môi trường.
Tiêu chuẩn ASTM E1225 được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp mà việc quản lý nhiệt là rất quan trọng:
Với đội ngũ giàu kinh nghiệm và năng lực, chúng tôi thấu hiểu nhu cầu của khách hàng, cung cấp các dịch vụ thử nghiệm tiên tiến cần thiết và hỗ trợ họ thiết lập, triển khai và cải thiện hệ thống quản lý. Trong bối cảnh này, chúng tôi cũng cung cấp dịch vụ thử nghiệm theo Tiêu chuẩn ASTM E1225 về Phương pháp Thử nghiệm Độ dẫn Nhiệt của Chất rắn Sử dụng Kỹ thuật Dòng Nhiệt Theo Chiều Dọc Chứng minh Sự Phù hợp.
Bạn có thể yêu cầu chúng tôi điền vào mẫu của chúng tôi để có được một cuộc hẹn, để có thêm thông tin hoặc yêu cầu đánh giá.
