Οι μέθοδοι για τη μέτρηση της θερμικής αγωγιμότητας των Πολυμερή

Θερμική αγωγιμότητα είναι μια βασική ιδιότητα των υλικών - δηλαδή , ένα μέτρο της ευκολίας με την οποία η θερμότητα μπορεί να μεταδοθεί μέσω αυτού . Τον προσδιορισμό αυτής της ιδιότητα είναι σημαντική στην αξιολόγηση πολυμερή για διάφορες χρήσεις , όπως για τις περιπτώσεις που τον εγκλεισμό ηλεκτρονικών εξαρτημάτων που εκλύουν θερμότητα ή για δοχεία που περιέχουν πτητικές χημικές ουσίες . Επιστήμονες και μηχανικοί έχουν αναπτύξει μια μυριάδα από διαφορετικούς τρόπους για τη μέτρηση της θερμικής αγωγιμότητας ενός δείγματος πολυμερούς με αξιοπιστία και ακρίβεια. Διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης
Η

Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενο μέσο μέτρησης της αντίστασης ενός πολυμερούς με μεταφορά θερμότητας Διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης , ή DSC . Ο πιο συνηθισμένος τρόπος αυτή η μέθοδος που χρησιμοποιείται είναι για το δείγμα και ένα υλικό ελέγχου να τοποθετούνται σε ξεχωριστές μεταλλικές κάψες σε μια θερμοηλεκτρική δίσκο μιας γνωστής θερμική αντίσταση. Στη συνέχεια , μια καθαρή μεταλλική ουσία τοποθετείται στην κορυφή του δείγματος, όπου τήκεται , έτσι τον έλεγχο της θερμοκρασίας στο θάλαμο δοκιμής .

Αυτή η μέθοδος παράγει απλή και γρήγορη μετρήσεις αλλά δεν λαμβάνει υπόψη την θερμική επαφή αντίσταση μεταξύ του δείγματος και του κλιβάνου . Επίσης , η αγωγιμότητα του δείγματος του πολυμερούς μπορεί να μετρηθεί μόνο στην θερμοκρασία στην οποία η μεταλλική ουσία τήκεται .

Εναλλακτικές μέθοδοι DSC χρησιμοποιούν μια πρόσθετη θερμική δεξαμενή εξοπλισμένα με αισθητήρες θερμοκρασίας . Αυτό επιτρέπει στους ερευνητές να μετρήσουν θερμική αγωγιμότητα σε ένα εύρος θερμοκρασιών , αλλά απαιτεί επιπλέον αισθητήρες θερμοκρασίας .
Εικόνων Διαμορφωμένη Διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης
Η

Διαμορφωμένη DSC , ή MDSC , είναι μια κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας τεχνική ότι επιχειρεί να μετρήσει πολυμερικό θερμική αγωγιμότητα χωρίς την ανάγκη τροποποίησης που χρησιμοποιούνται συνήθως κύτταρα DSC . Επίσης, μειώνει την ανάγκη για τους επιστήμονες να δώσουν προσοχή στην πειραματική λεπτομέρεια . Στη μέθοδο αυτή το δοκίμιο εκτίθεται σε μία μέθοδο γραμμικής θέρμανσης, η οποία ταλαντώνεται ημιτονοειδώς - " . Ρυθμίζει" ως εκ τούτου , η θερμοκρασία Ο διαχωρισμός του προκύπτοντος ροή θερμότητας κατά τη διάρκεια αυτής της κυκλικής θεραπεία όχι μόνο παρέχει τη συνολική ροή θερμότητας που θα έπρεπε κανονικά να παρέχεται από συμβατικές DSC αλλά επίσης διαχωρίζει ότι η συνολική ροή εντός της αναστροφής και μη αναστροφής συστατικών , επιτρέποντας έτσι τον υπολογισμό του δείγματος πολυμερούς θερμικής αγωγιμότητα πιο άμεσα . εικόνων
παλμικού
Η

Για τον προσδιορισμό της αγωγιμότητας λεπτές μεμβράνες πολυμερών υλικών , θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν ειδικές τεχνικές . Αρκετές από αυτές χρησιμοποιούν ένα λέιζερ για να θερμάνει μία πλευρά του δείγματος σε σύντομο " παλμούς ". Η μεταβολή της θερμοκρασίας συναρτήσει του χρόνου στη συνέχεια μετράται από έναν αισθητήρα υπερύθρων στην άλλη πλευρά . Αυτή η αλλαγή της θερμοκρασίας μπορεί επίσης να ανιχνεύεται με μια δεύτερη δέσμη laser στην τροποποιημένη μέθοδο " θερμο - ανάκλασης » .

Παλμικά μέθοδοι μετρούν θερμική διαχυτικότητα , το οποίο απαιτεί από τους επιστήμονες να γνωρίζουν την πυκνότητα και την ειδική θερμότητα του δείγματος πριν από τη θερμική του αγωγιμότητα μπορεί να προσδιοριστεί. Αυτές οι δύο τιμές είναι συχνά δύσκολο να βρείτε ακριβώς για ένα πολυμερές . Εικόνων
Steady - State
Η

" Η σταθερή κατάσταση " τεχνικές ροής θερμότητας περιλαμβάνει μια σειρά από μεθόδους για λεπτές ταινίες στην οποία μια ροή θερμότητας ωθείται μέσω ενός δείγματος από ένα θερμαντήρα στη μία πλευρά του και μιας βάσης με μια σταθερή θερμοκρασία από την άλλη . Η θερμική αντίσταση μπορεί στη συνέχεια να υπολογίζεται από τη διαφορά θερμοκρασίας και χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της αγωγιμότητας . Σε αυτή τη μέθοδο , πρέπει να ληφθεί ειδική μέριμνα για να εξασφαλιστεί ότι δεν υπάρχουν απώλειες θερμότητας προς το εξωτερικό περιβάλλον , αντί να ρέει μέσω του δείγματος για να εξαχθούν αξιόπιστα αποτελέσματα . Επίσης , για μια ακόμη φορά , η αντίσταση επαφής στις διεπαφές μπορούν να επηρεάσουν τη μέτρηση της θερμικής αντίστασης της ταινίας και αγωγιμότητα .
Εικόνων