Méthodes pour la mesure de la conductivité thermique des polymères
La conductivité thermique est une propriété fondamentale des matériaux – à savoir , une mesure de la facilité avec laquelle la chaleur peut être transmise à travers elle . La détermination de cette propriété est importante dans l’évaluation des polymères pour divers usages , comme pour les cas d’encapsulation des composants électroniques qui dégagent de la chaleur ou de récipients contenant des produits chimiques volatils . Les scientifiques et les ingénieurs ont développé une myriade de différentes façons de mesurer la conductivité thermique d’un échantillon de polymère de manière fiable et précise. La
Calorimétrie différentielle < p> Le moyen le plus souvent utilisé pour mesurer la résistance d’un polymère au transfert de chaleur est calorimétrie différentielle à balayage , ou DSC . La façon la plus courante de ce procédé est utilisé est de l’ échantillon et un matériau de contrôle d’ être placés dans des coupelles métalliques séparées sur un disque thermo-électrique d’une résistance thermique connu . Ensuite , une substance métallique pur est placé sur le dessus de l’échantillon , où elle fond , de manière à contrôler la température dans la chambre d’essai .
< P> Ce procédé produit des mesures simples et rapides, mais ne prend pas en compte le contact thermique résistance entre l’échantillon et le four . De plus, la conductivité de l’échantillon de polymère ne peut être mesuré à la température à laquelle la substance métallique fondu.
méthodes de DSC alternatives utilisent un réservoir thermique supplémentaire équipé de capteurs de température. Cela permet aux chercheurs de mesurer la conductivité thermique à une gamme de températures, mais nécessite des capteurs de température supplémentaires . L’
modulée Calorimétrie différentielle < p> modulée DSC , ou MDSC , est une technique brevetée que les tentatives de mesurer la conductivité thermique polymère sans la nécessité de modifier les cellules DSC couramment utilisés . Il réduit également la nécessité pour les scientifiques de faire attention aux détails expérimental . Dans cette méthode, l’échantillon de test est exposé à un procédé de chauffage linéaire , qui oscille de façon sinusoïdale – par conséquent , la température » module « . La séparation du flux de chaleur résultant pendant ce traitement cyclique fournit non seulement le flux de chaleur totale qui serait normalement assuré par DSC classique mais sépare également que le débit total dans son inversion et les composants non- inversion , ce qui permet le calcul de sa thermique de l’échantillon de polymère conductivité plus directement .
pulsé
Pour déterminer la conductivité des films minces de polymère , des techniques spéciales doivent être utilisées. Plusieurs d’entre elles utilisent un laser pour chauffer un côté de l’ échantillon dans de courtes impulsions » . » La variation de température au cours du temps est alors mesurée par un capteur infrarouge de l’autre côté . Ce changement de température peut également être détecté avec un second faisceau laser dans le procédé modifié » thermo- réflexion » .
< P> méthodes pulsés mesurer la diffusivité thermique , qui nécessite des scientifiques de connaître la densité et de la chaleur spécifique de l’échantillon avant sa thermique conductivité peut être déterminée. Ces deux valeurs sont souvent difficiles à trouver exactement pour un polymère .
Steady -State
Les techniques de flux de chaleur » l’état d’équilibre » comprennent un certain nombre de méthodes pour des films minces dans lequel un flux de chaleur est forcée à travers un échantillon par un dispositif de chauffage sur un côté de celui-ci et une base avec une température fixe de l’autre. La résistance thermique peut alors être calculée à partir de la différence de température et utilisée pour calculer la conductivité. Dans ce procédé, des précautions particulières doivent être prises pour s’assurer qu’aucune fuite de chaleur vers l’environnement extérieur au lieu de s’écouler à travers l’échantillon pour obtenir des résultats fiables. En outre, une fois de plus , la résistance de contact aux interfaces peut influencer la mesure de la résistance et de la conductivité thermique du film .