Теплопроводность металлов и сплавов – это один из ключевых параметров, определяющих их применение в промышленности, строительстве и электронике. Она влияет на эффективность теплообмена, энергопотребление и долговечность различных материалов и конструкций. Высокая теплопроводность делает металлы незаменимыми во многих изделиях, например, теплообменниках, радиаторах и электронике. Однако в некоторых случаях эта особенность может приводить к определенным сложностям их использования. Например, высокие теплопотери при использовании медных элементов, объясняющиеся их высокой теплопроводностью, влекут за собой необходимость использования теплоизоляции. Также при использовании медных деталей и компонентов в электронных изделиях возникает риск локального перегрева, что снижает срок службы. Ввиду вышеперечисленных причин возникает необходимость измерения теплопроводности металлов и сплавов при различных температурах.
Метод лазерной вспышки для высокотеплопроводных материалов
Метод лазерной вспышки является одним из немногих способов анализа образцов с высокой теплопроводностью (до 2 000 Вт/(м x К), в том числе металлов и сплавов. Также преимуществами данного метода анализа являются возможность работы с образцами малых размеров (от 6 мм) и высокая скорость анализа (всего несколько секунд на измерение). Принцип метода лазерной вспышки основан на облучении нижней стороны образца коротким импульсом лазера и регистрации скорости роста температуры на его верхней стороне (см. Рисунок 1). В результате измерения определяется температуропроводность и удельная теплоемкость материала, а затем коэффициент теплопроводности рассчитывается математически, используя значение плотности образца.
Анализатор CLA Cryoall: диапазон и точность измерений
Анализатор методом лазерной вспышки CLA от компании Cryoall является быстрым и точным инструментом для измерения теплопроводности и температуропроводности различных материалов, в том числе металлов и сплавов, в широком диапазоне температур (от –125 до 1 150 °C). Пример анализа температуропроводности металлов с помощью анализатора CLA показан на Рисунке 2. На основе данных значений с помощью ПО прибора легко могут быть рассчитаны значения теплопроводности. Полученные данные показывают хорошую сходимость со значениями указанными в литературе как для сплавов с относительно низкой теплопроводностью (Inconel600, λ ~ 15 Вт/(м x К) при 20 °C), так и для металлов с высокими значениями λ (молибден, λ ~ 146 Вт/(м x К) при 20 °C).
Рисунок 3
Широкий набор держателей образца (Рисунок 3) позволяет проводить анализ как срезов тонких прутков (сечение от 6 мм), так и пластин большого размера (до 25.4 мм), что значительно расширяет спектр применений прибора.
Подробнее об анализаторе теплопроводности и температуропроводности CLA.
