過渡加熱ワイヤー法による比熱容量(cp)の測定

比熱容量は熱物理学的な材料特性の基本であり、材料やその応用分野の評価に役立つ。
比熱容量は 示差走査熱量測定(DSC).

比熱容量を測定するもう一つの方法は、過渡加熱ワイヤー法(ASTM C1113-99).この時間依存法は、熱物理学的パラメータを決定するための正確で精密な結果を提供します。 熱伝導率 λ, 熱拡散率 aおよび 比熱容量 cpを測定します。温度上昇は、既知の距離にある細い発熱線によって加熱された試料で測定される。ワイヤーはジュール熱源として機能すると同時に、抵抗温度計としても機能します。温度が上昇すると、ワイヤーの抵抗値が変化するため、温度測定に使用できる。

1931年の時点で、StålhaneとPykは、今日の方法に非常によく似た装置を用いて粉体の熱伝導率を測定していた:

熱伝導方程式を考慮すると、ある時点tにおける電線からの距離rの温度Tは、電熱線を線状の熱源とした場合、次のように計算できる:

式2

これにより、2つの異なる時点t1とt2における温度変化から熱伝導率λを計算することができる(式3):

グライヒョン3

熱伝導率λ、熱拡散率、比熱容量cp、密度ρは以下の関係にある、

比熱容量cpは、式3を用いて求めることができる:

過渡ホットブリッジ法(THB)

トランジェント・ヒーティング・ワイヤー方式をさらに発展させたのが トランジェント・ホット・ブリッジ2005年に欧州市場で発表された。 THB).

複数の特許を取得したセンサーが重要な部品である。
ヒーティングワイヤー方式では1本のヒーティングストリップしか使用しませんが、THBでは4本の蛇行したヒーティングストリップを使用します。
各ストリップの横方向の非対称分割とストリップ間の異なる距離は、ホイートストンブリッジ回路と連動し、大きな系統的測定誤差の効果的な補正を可能にします。

時間依存過渡ホットブリッジ法は、多数の材料と形状の 熱物性λ、a、cpの同時測定を可能にします。
この方法は、固体、液体、粉体、ペーストに対して、高い測定精度と短い測定時間で結果を提供します。

この測定法の応用範囲は広く、特に蓄熱材や断熱材の評価、電子部品の分析などに使用されています。 電子部品で使用される材料の分析にも使用されます。 ナノテクノロジー.

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