Экспериментальное определение теплопроводности композиционных материалов в широком диапазоне значений при комнатной температуре
Авторы: Чистов А.Н., Кладов М.Ю., Пронин И.Б., Смирнов А.С.
Опубликовано в выпуске: #9(93)/2019
DOI: 10.18698/2308-6033-2019-9-1920
Раздел: Металлургия и материаловедение | Рубрика: Материаловедение в машиностроении
Рассмотрена задача по определению важного показателя для теплообмена — теплопроводности — в образцах композиционных материалов наименьших размеров (актуально для опытных партий материала или в случаях ограниченного количества материала). Большинство распространенных методик определения теплопроводности предполагают наличие образцов относительно больших размеров. Для измерения теплопроводности на малогабаритных образцах представлен модернизированный прибор настольного исполнения, в котором используется относительный метод продольного теплового потока, заключающийся в сравнительном измерении образца, находящегося между нагревателем и эталоном, в стационарном тепловом режиме. Определение теплопроводности проводится в широком диапазоне значений при температуре, близкой к комнатной. Детально описывается конструкция прибора, перечислены требования к образцам, объясняются особенности калибровки и методика измерений. Проводится анализ результатов измерений ряда композиционных материалов, а также материалов с хорошо изученными свойствами. Погрешность определения теплопроводности на модернизированном приборе не превышает нескольких процентов.
Литература
[1] Вей П.М. Физико-технические основы создания композиционных материалов на базе промышленных порошков вольфрама. Дис. … канд. техн. наук. Калуга, 2015, 115 с.
[2] Чишкала В.А., Рябчиков Д.Л., Клочко Е.В., Кудин Д.В., Лотоцкий Н.М. Теплопроводность композиционных материалов на основе гидрида алюминия и терморасширенного графита. Вестник Харьковского университета. Сер. Ядра, частицы, поля, 2008, № 794, вып. 1/37, с. 81–84.
[3] ГОСТ Р 54254–2010. Материалы углеродные. Метод определения теплопроводности при комнатной температуре. Москва, Изд-во Стандарт-информ, 2013, 8 с.
[4] Платунов Е.С., Баранов И.В., ред. Теплофизические измерения. Санкт-Петербург, СПбГУниПТ, 2010, 738 с.
[5] Кладов М.Ю. Экспериментальное определение теплопроводности теплозащитных материалов в диапазоне температур от 20 оС до 1200 оС. Сб. докл. Третьей Всерос. конф. по испытаниям и исследованиям свойств материалов «ТестМат-2013». Москва, 3–4 декабря 2013 г. ФГУП ГНЦРФ «ВИАМ». [Электрон. ресурс]. Москва, 2013 (1 CD-ROM).
[6] Araki N., Tang D.W., Makino A., Hashimoto M., Sano T. Transient Characteristics of Thermal Conduction in Dispersed Composites. Int. J. of Thermophysics, 1998, vol. 19 (4), pp. 1239–1251.
[7] Brzezinski A., Tleubaev A. Effect of Interface Resistance on Measurements of Thermal Conductivity of Composites and Polymers. Proc. of the 30th North American Thermal Analysis Society Conference. Pittsburgh, 23–25 September 2002. Lubrizoil Corp., pp. 512–517.
[8] Ипатов Ю.С., Лейкум В.И., Олейник Б.М., Патовская З.К. Приборы для измерения теплопроводности. Труды ВНИИМ, 1962, № 63(123), с. 3–24.
[9] Осипова В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена. 2-е изд. Москва, Энергия, 1969, 392 с.
[10] Платунов Е.С., Буравой С.Е., Курепин В.В., Петров Г.С. Теплофизические измерения и приборы. Ленинград, Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1986, 256 с.
[11] Сергеев О.А., Филатов Л.И., Френкель И.М. Прибор «Ламбда» с непосредственным отсчетом значений теплопроводности. Измерительная техника, 1971, № 7, с. 35–36.
[12] Бабичев А.П., Бабушкина Н.А., ред. Физические величины: Справочник. Москва, Энергоатомиздат, 1991, 1232 с.
[13] Нагорный В.Г., Котосонов А.С., ред. Свойства конструкционных материалов на основе углерода. Справочник. Москва, Металлургия, 1975, 336 с.