Dilatometri
Dilatometri
Bu dilatometri (DIL), ihmal edilebilir stres altındaki bir malzemenin boyutsal değişiminin (uzunluk veya hacim), malzeme belirli bir atmosferde kontrollü bir sıcaklık programına tabi tutulurken sıcaklığın bir fonksiyonu olarak (örneğin genişleme veya daralma) ölçüldüğü bir tekniktir.
Boyutsal değişim belirlenirken, doğrusal genleşme katsayıları ile uzamsal genleşme katsayıları arasında bir ayrım yapılır.
Dilatometrede kırmızı bir örnek
Aşağıdaki ölçüm sonuçları dilatometri ile belirlenebilir:
- Termal genleşme katsayısının (CTE) belirlenmesi
- Doğrusal termal genleşme (ΔL)
- Sinterleme sıcaklıkları ve sinterleme adımları
- Belirlenmesi cam geçişi (Tg)
- Faz değişimi
- Pişirme süreçlerinin optimizasyonu
- Hacim değişiklikleri (oda genleşme katsayısı)
- Hız kontrollü sinterleme (RCS)
- Ayrıştırma
- Yoğunluk değişimi
Doğrusal genleşme katsayısı CTE
Doğrusal genleşme katsayısı, uzunluktaki değişim için bir özellik olarak alınır. Numune, bir fırının içine itilen bir numune tutucunun üzerine yerleştirilir. Numune tutucu ile aynı malzemeden yapılmış bir itme çubuğu (kuvars cam, alüminyum oksit) numunenin termal genleşmesini, yer değiştirmeyi ölçen bir yer değiştirme dönüştürücüsüne aktarır. Yer değiştirme analog veya dijital olarak ölçülür.
Malzemelerin geometrik boyutları sıcaklıktaki değişikliklerle değişir. Bu, aşağıdaki doğrusal termal genleşme katsayısı (CTE) ile tanımlanabilir:
CTE doğrusal = ΔL-1/ΔT-1/L
ΔL, numunenin uzunluğundaki (L) sıcaklık değişiminin (ΔT) neden olduğu uzunluk değişimini temsil eder.
Deplasman transdüseri referansa sıkıca bağlanmıştır. Isıtma sırasında referans ve itme çubuğu da aynı şekilde uzatıldığından, numunenin genleşmesi referans malzemeye göre ölçülür. Numunenin gerçek termal genleşmesi, yer değiştirme dönüştürücüsü tarafından ölçülen değer artı numune ile aynı uzunlukta bir referans malzeme parçasının genleşmesine eşittir.
Optik dilatometri
Optik dilatometri, sinterleme süreçlerini ve özellikle anizotropik ve kırılgan malzemelerin termal doğrusal genleşmesini ve karmaşık geometrilere sahip numuneleri analiz etmek için kullanılabilir. Malzemelerin yumuşama noktası ve erime sıcaklıkları da temassız termomekanik belirleme kullanılarak belirlenebilir.
Optik dilatometri bir ölçüm cihazında nasıl çalışır?
Bir kamera ile donatılmış bir dilatometre ile termo-optik analizde, numune bir taraftan ışıkla ışınlanır ve gölgeler diğer taraftan kaydedilir. Bir bilgisayar, numunenin uzunluğundaki değişimi hesaplamak için elde edilen verileri kullanır.
Optik dilatometri – ısıtma işlemi sırasında siyah beyaz görüntü
Aşağıdaki standartlar bu yönteme atıfta bulunmaktadır:
ASTM E831 -Termomekanik analiz ile katı malzemelerin doğrusal termal genleşmesi için standart test yöntemi.
ASTM D696 – Bu test yöntemi, camsı silika için bir dilatometre kullanarak 1 µm/(m.°C)’den daha büyük bir genleşme katsayısına sahip plastik malzemeler için doğrusal termal genleşme katsayısının belirlenmesini kapsar.
ASTM E228 – Kesme Çubuğu Dilatometresi ile Katı Malzemelerin Doğrusal Termal Genleşmesi için Standart Test Yöntemi.