Linseis > Bilgi > Lazer flaş analizi (LFA) kullanılarak özgül ısı kapasitesinin (Cp) ölçülmesi

Lazer flaş analizi (LFA) kullanılarak özgül ısı kapasitesinin (Cp) ölçülmesi

Termofiziksel parametreler

Bu özgül ısı kapasitesi cp, termal difüzivite a ve termal iletkenlik λ malzemelerin termal iletkenliğini karakterize etmek için önemli termofiziksel malzeme özellikleridir.
Analiz edilecek malzemeye, ölçüm sıcaklığına ve gerekli hassasiyete bağlı olarak farklı ölçüm yöntemleri mevcut.

Lazer flaş analizi nasıl çalışır?

Lazer flaş analizi genellikle küçük numune miktarlarındaki katı ve sıvıları analiz etmek için kullanılır. ASTM E1461, DIN EN 821, ASTM C714 standartları ile uyumludur.

Yöntem, 1961 yılında üç termofiziksel özellik olan cp, a ve λ’yı ölçmek için analizi geliştiren Parker ve arkadaşlarına dayanmaktadır.

Lazer flaş analizinin prensibi (kısa LFA) numunenin alt tarafındaki dikey enerji girişine dayanmaktadır. Numune malzemesinin termal difüzivitesi, numunenin alt tarafındaki enerji girişi ile numunenin üst tarafındaki enerji çıkışı arasındaki zaman kaymasından belirlenir.

Termal difüzivite sıcaklığa bağlı olduğundan, numune bir fırında istenen sıcaklığa getirilir; sonraki ölçüm daha sonra izotermaldir. Bu amaçla, bir numunenin alt tarafı kısa bir enerji darbesine (ksenon flaş lambası veya lazer) maruz bırakılır.

Emilen enerji, numunenin yüzeyindeki ince bir tabakada sıcaklık artışına yol açar. Bu sıcaklık artışı numune boyunca yayılır, böylece numunenin üst kısmında da bir sıcaklık artışı meydana gelir ve bu sıcaklık artışı bir kızılötesi dedektör kullanılarak zamanın bir fonksiyonu olarak kaydedilir.

Numunenin kalınlığı d (cm cinsinden) biliniyorsa, termal difüzivite a (cm2/s cinsinden) aşağıdaki formüle göre analitik sıcaklık artış fonksiyonu kullanılarak zaman içindeki sıcaklık artışından hesaplanabilir:

Ancak bu hesaplama numuneden ısı kaybını veya enerji darbesinin sonsuz olmayan kısa süresini hesaba katmaz. Gerçekte, sağlanan ısının bir kısmı radyasyon, konveksiyon veya numunenin çevresine ısı yayılımı yoluyla kaybolur. Bu etkiler, iteratif yaklaşım çözümleri gibi çeşitli matematiksel prosedürlerle düzeltilmiş ve özel değerlendirme yazılımında uygulanmıştır, böylece sonuçta lazer flaş yöntemi geniş bir sıcaklık aralığında çok hassas ölçüm sonuçları verir.

Lazer flaş analizi kullanılarak Cp tayini

cp’nin belirlenmesi, bir karşılaştırma prosedürü aracılığıyla bir lazer flaş analizi kullanılarak gerçekleştirilebilir. Bu amaçla, LFA cihazı cp değeri bilinen bir referans ile kalibre edilir. Numune daha sonra tamamen aynı koşullar altında ölçülür (boyutlar, grafit kaplama ve sıcaklık programı).

İlişki hakkında

kullanılarak numunenin özgül ısı kapasitesi hesaplanabilir.

belirlenecek.

Örnek malzemenin yoğunluğu da belirlenirse, korelasyon yoluyla λ’yı hesaplamak mümkündür.
Özgül ısı kapasitesi ayrıca şu şekilde de belirlenebilir özgül ısı kapasitesi dinamik diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) kullanılarak belirlenebilir belirlenebilir.

makalesini beğendiniz mi ?

Yoksa hala sorularınız mı var? İletişime geçmekten çekinmeyin!

+49 9287 / 880 - 0

Katharina

+49 9287 / 880 - 0

+49 9287 / 880 – 0

[email protected]

Sizin de hoşunuza gidebilecek makaleler

SAN plastikleri: Mekanik stabilite için kilit faktörler olarak moleküler yönelim ve kristallik

Stiren-akrilonitril kopolimeri (SAN), %70-80 stiren ve %20-30 akrilonitrilden oluşan benzersiz malzeme kombinasyonu ile karakterize edilen çok yönlü bir mühendislik plastiğidir.

Lazer Flaş Analizörü: İnşaat sektöründe yalıtım malzemelerinin modern termal karakterizasyonu

Enerji verimliliği ve sürdürülebilirlik için artan gereksinimlerle birlikte, yalıtım malzemelerinin termal özelliklerinin hassas bir şekilde karakterize edilmesi ön plana çıkmaktadır. Isı iletkenliği (λ), hem yeni olduğunda hem de bir yapı malzemesinin tüm yaşam döngüsü boyunca yalıtım performansını değerlendirmek için anahtar parametredir.

Refrakter Alaşımlar (refrakter alaşımlar): Zorlu ortamlarda üretim ve uygulama

Tungsten, molibden, niyobyum, tantal, renyum ve vanadyum gibi malzemelerden yapılan refrakter alaşımlar, havacılık, nükleer teknoloji, yüksek sıcaklık endüstrisi, tıp teknolojisi ve elektronik alanlarındaki ekstrem uygulamalarda kilit rol oynamaktadır

Yapıştırılmış bağlantılarda termal dilatasyon farkı: Güvenilir yapıştırılmış bağlantılar için zorluklar ve çözümler

Otomotiv, havacılık ve elektronik için modern tasarım konseptlerinde, alüminyum, çelik ve karbon fiber takviyeli plastikler (CFRP) gibi çeşitli hafif malzemelerden yapılmış hibrit montajlar, yapışkan yapıştırma teknolojisi kullanılarak giderek daha fazla birleştirilmektedir.

Termal analiz, mikrofiberlerin tekstillerden dökülmesini tahmin etmeye ve azaltmaya nasıl yardımcı olur?

Otomotiv mühendisliği, havacılık ve elektronik için modern tasarım konseptlerinde, alüminyum, çelik ve karbon fiber takviyeli plastik (CFRP) gibi çeşitli hafif malzemelerden yapılan hibrit montajlar, yapıştırıcı teknolojisi kullanılarak giderek daha fazla birleştirilmektedir.

Metallerin termomekanik analizi – Çelik ve alaşımlar için güvenilir malzeme karakterizasyonu

Çelik ve metal endüstrisindeki şirketler sürekli artan taleplerle karşı karşıyadır: Bileşenler yüksek termal yüklere dayanmalı, proses pencerelerine tam olarak uyulmalı ve hedeflenen mikroyapısal değişiklikler genellikle iyileştirilmiş malzeme özelliklerinin anahtarıdır.

Linsei’nin TGA ve STA sistemleri ile demir cevherinin hidrojen indirgenmesinin gelişmiş kinetiği ve proses analizi

Demir cevherinin hidrojen ile doğrudan indirgenmesi, çelik endüstrisinin karbonsuzlaştırılması için merkezi bir öneme sahiptir. Hidrojen bazlı prosesler, karbon taşıyıcılarla yapılan geleneksel indirgemeye kıyasla CO₂ emisyonlarında önemli bir azalma sağlar.

Termal analiz yoluyla hata tespiti: DSC, katmanlı üretimde işlevsel prototipleri nasıl iyileştirir?

Katmanlı üretim, özellikle işlevsel prototiplerin geliştirilmesinde endüstriyel üretimde dönüştürücü bir teknoloji olarak kendini kanıtlamıştır.

Polikarbonat: teknik uygulamalarda şeffaflık ve darbe direnci

Polikarbonat (PC), modern malzeme teknolojisindeki en önemli mühendislik termoplastiklerinden biridir. Yüksek şeffaflık, belirgin darbe mukavemeti ve olağanüstü termal kararlılığın benzersiz kombinasyonu, onu çok sayıda endüstriyel sektörde vazgeçilmez bir malzeme haline getirmektedir.