طريقة الوميض
طريقة الوميض (الانتشار الحراري)
طريقة الوميض هي طريقة لتحديد الانتشار الحراري للم واد المختلفة.
ولهذا الغرض، يتم تعريض العينة لنبضة طاقة إشعاعية عالية الكثافة ذات مدة قصيرة. ويمكن أن يكون مصدر الطاقة ليزر أو مصباح وميض. ثم تمتص العينة الطاقة وتعيد انبعاثها على سطح العينة. يؤدي هذا الإشعاع إلى ارتفاع درجة الحرارة على سطح العينة. ويتم تسجيل هذا الارتفاع في درجة الحرارة بواسطة كاشف الأشعة تحت الحمراء (IR).
يظهر إعداد القياس التخطيطي وتسلسله في الشكل التالي:
تُظهر إشارة الكاشف مدة القياس والارتفاع الطبيعي لدرجة الحرارة في الجزء العلوي من العينة. لتحديد الانتشار الحراري، يتم أولاً تركيب نموذج على البيانات المقاسة لتحديد خط الأساس وأقصى ارتفاع في درجة الحرارة (دلتا T max). علاوة على ذلك، يتم تحديد الوقت الذي تم فيه الوصول إلى نصف أقصى ارتفاع في درجة الحرارة (دلتا T 1/2).
يتم تحديد الانتشار الحراري عن طريق سُمك العينة ومدة ارتفاع نصف درجة الحرارة على الجزء العلوي من العينة باستخدام العلاقة التالية.
تُشتق هذه الصيغة من النموذج الفيزيائي للسلوك الحراري لصفيحة مادة ثابتة السُمك بسُمك ثابت تم تشعيعها بنبضة طاقة قصيرة عند درجة حرارة ثابتة. تم وضع افتراضات مختلفة هنا تحيد عن الواقع. وتؤخذ هذه الانحرافات عن الواقع في الاعتبار في نماذج التركيب وتشمل طول النبضة المحدود لمصدر الطاقة وفقدان الحرارة للعينة في البيئة.
من خلال معرفة الكثافة والسعة الحرارية النوعية للعينة، يمكن حساب التوصيل الحراري باستخدام المعادلة التالية.
وتجدر الإشارة إلى أن المعلمات تعتمد على درجة الحرارة. لذلك من الضروري قياس هذه الخواص كدالة لدرجة الحرارة من أجل توصيف المادة.
تكمن مزايا طريقة الوميض في القياس السريع وغير المدمر للعينات منخفضة إلى عالية التوصيل. وبالإضافة إلى ذلك، فإن هندسة العينة المطلوبة بسيطة ويمكن تحليل العينات الصغيرة بتحضير بسيط.
ما الخصائص التي يتم تحديدها باستخدام طريقة الوميض؟
تحدد طريقة الوميض الانتشار الحراري. مع وجود مادة مرجعية مناسبة، من الممكن أيضًا قياس السعة الحرارية النوعية في إجراء مقارنة. يمكن بعد ذلك استخدام الانتشار الحراري والسعة الحرارية النوعية والكثافة لحساب التوصيل الحراري.
الخصائص:
- الانتشار الحراري
- السعة الحرارية النوعية Cp
- الكثافة
معايير القياس الحراري التفاضلي الديناميكي التفاضلي؟
- ASTM E1461 – طريقة الاختبار القياسية للانتشار الحراري بطريقة الوميض
- ASTM E2585 – 09 (2015) الممارسة القياسية للانتشار الحراري بطريقة الوميض