Khả năng đo chính xác chính xác hệ số dẫn nhiệt của vật liệu là rất quan trọng để xác định ứng dụng mà vật liệu phù hợp nhất. Có nhiều cách đo hệ số dẫn nhiệt của vật liệu Ceramic (gốm/sứ) nhưng không phải phương pháp nào cũng tạo ra kết quả giống nhau. Độ chính xác của mỗi phương pháp là yếu tố quan trọng, ngoài ra cần xem xét thêm các yếu tố như chiều dài đo và việc dễ dàng thực hiện thí nghiệm.
Đang xem: Hệ số dẫn nhiệt là gì
Máy đo hệ số dẫn nhiệt di động của Thermtest (Canada), TLS-100 (Hình 1) cho phép đo hệ số dẫn nhiệt/cách nhiệt của đất, chất rắn & bột trong phạm vi từ 0,1 đến 5 W / mK. Các phép đo được thực hiện theo tiêu chuẩn D5334 của ASTM và có hệ số lặp lại là 2% và độ chính xác là 5%. Thiết bị là một sự lựa chọn tuyệt vời cho thí nghiệm trong phòng và hiện trường trong dải nhiệt độ đo -40º tới 100ºC. Trong bài này, chúng tôi xin giới thiệu khả năng của TLS-100 trong việc đo hệ số dẫn nhiệt của ceramic steatite và bisque fired alumina, hai vật liệu quan trọng trong các ứng dụng công nghiệp
Hình 1: Thiết bị Thermtest TLS-100
Steatite hay còn được gọi là Soapstone (đá xà phòng), được đánh giá cao về tính chịu nhiệt và cách nhiệt. Được sử dụng rộng rãi trong các bảng điện, xây dựng bếp củi, mặt bàn, làm khuôn cho kim loại nóng chảy do khả năng hấp thụ và từ từ giải phóng năng lượng nhiệt mà nó tiếp xúc mà không trở lên không ổn định hay xấu đi. Tính chất vật lý của vật liệu này có thể khác nhau theo các mỏ đá khác nhau cũng như điều kiện áp suất và nhiệt độ trong quá trình hình thành. Giống như steatite, alumina fired bisque được sử dụng trong hàng không vũ trụ, ô tô và các ứng dụng công nghiệp quy mô lớn do tính chất cách điện của nó ở nhiệt độ cao. Nó là một vật liệu có thể dễ dàng định hình và gia công, và do đó là một sự lựa chọn thuận tiện.
Hình 2: Khuôn Steatite được sử dụng để tạo ra các vật kim loại.
Xem thêm: Chỉ Khi Đó Tiếng Anh Là Gì ? Trong Khi Đó In English With Contextual Examples
Steatite là vật liệu tuyệt vời để làm khuôn do đặc tính chịu nhiệt cao
THỰC HIỆN ĐO HỆ SỐ DẪN NHIỆT CỦA GỐM (CERAMIC)
TLS-100 hoạt động thông qua việc cắm kim đo vào mẫu và thực hiện phép đo trong khoảng thời gian đã đặt với hai chu kỳ làm nóng và làm nguội kim đo. Đối với thử nghiệm cụ thể này, các nhà khoa học Thermtest đã cắt các mẫu alumina fired bisque và steatite làm hai. Kim đo của TLS-100 được phủ một lớp mỡ dẫn nhiệt và hai nửa của mẫu kẹp kim đo ở giữa đảm bảo tiếp xúc truyền nhiệt (Hình 3 & 4). Tổng cộng 5 phép đo với thời gian đo 120 giây được thực hiện. TLS-100 đo đồng thời hệ số dẫn nhiệt và hệ số cách nhiệt
Hình 3: Sơ đồ mình họa phương pháp kẹp kim đo của TLS-100 giữa 2 nữa mẫu alumina fired bisque và steatite
Hình 4: Hình ảnh thực hiện kiểm tra hệ số dẫn nhiệt của vật liệu alumina fired bisque và steatite trong phòng thí nghiệm Thermtest
KẾT QUẢ ĐO HỆ SỐ DẪN NHIỆT CỦA VẬT LIỆU GỐM (CERAMIC)
Các giá trị hệ số dẫn nhiệt và hệ số cách nhiệt đo bằng TLS-100 được liệt kê trong Bảng 1. Hệ số dẫn nhiệt trung bình 5.077 W / mK thu được cho alumina fired bisque, chính xác trong phạm vi hệ số dẫn nhiệt được chấp nhận là 5 đến 5,25 W / mK cho vật liệu này. Giá trị 3.107 W / mK thu được cho mẫu steatite cũng tương ứng tốt với các vật liệu tham chiếu với hệ số dẫn nhiệt 3 W / mK.
Bảng 1: Độ dẫn nhiệt của Gốm (Ceramic):Hệ số dẫn nhiệt và hệ số cách nhiệt của alumina fired bisque và steatite
thu được bằng cách sử dụng thiết bị TLS-100 trong phòng thí nghiệm của Thermtest.
Các thử nghiệm này cho thấy khả năng của Thermtest TLS-100 để đo hệ số dẫn nhiệt của gốm một cách nhanh chóng và chính xác, với thiệt hại tối thiểu đối với chính mẫu thử. Khi tìm kiếm thiết bị để đáp ứng nhu cầu đo độ dẫn nhiệt, TLS-100 là một lựa chọn tuyệt vời có thể được sử dụng trong cả phòng thí nghiệm và hiện trường trên nhiều mẫu khác nhau.
Chân thành cảm ơn Thermtest đã cho phép S.L.S Technology đăng bài viết về thử nghiệm lên Website!
Link nghiên cứu gốc trên website của hãng: https://thermtest.com/applications/thermal-conductivity-of-ceramic-tls