Đo độ dẫn nhiệt của Silica Aerogel sử dụng thiết bị MP-2 và đầu đo THW-L3

Thiết bị MP-2 là một máy đo tiên tiến cho phép kết hợp với nhiều loại cảm biến Transient Thermal conductivity sensor khác nhau (THW, TLS & EFF) cho nhiều ứng dụng khác nhau, tập trung vào các phép đo chính. Các cảm biến độ dẫn nhiệt nhanh có chung nguyên lý hoạt động. Dây cảm biến được làm nóng bằng cách sử dụng nguồn dòng điện không đổi (q) và sự gia tăng nhiệt độ được ghi lại bằng cách theo dõi sự thay đổi điện trở của dây (THW và EFF) hoặc bằng thiết bị đo nhiệt độ điện trở (TLS). Đối với các mẫu có độ dẫn nhiệt cao thì độ dốc càng thấp; đối với các mẫu có độ dẫn nhiệt thấp thì độ dốc càng cao.

Hình 1: Máy đo độ dẫn nhiệt MP-2

Bộ điều khiển MP-2 tự động phát hiện cảm biến được kết nối và tải các thông số thử nghiệm tương ứng. Các phép đo được thực hiện dễ dàng với phần mềm thông minh trên bo mạch và được chuyển sang máy tính bằng phần mềm tiện ích Windows Utility đi kèm.

Cảm biến THW-L3

Hình 2: Cảm biến THW-L3 và buồng mẫu

Cảm biến THW-L3 là một trong nhiều cảm biến được cung cấp với thiết bị Thermtest MP-2. Cảm biến này cung cấp các phép đo đơn giản nhưng chính xác của chất lỏng, bột nhão và bột từ 0,01 đến 1.0 W/(m·K) thông qua phương pháp dây nóng gia nhiệt nhanh và có dải nhiệt độ 10° – 40°C. THW-L3 tuân thủ tiêu chuẩn ASTM D7896-19. THW-L3 có độ chính xác 5% và độ lặp lại 2% của phép đo mang tới cho thiết bị sự chính xác cao khi đo độ dẫn nhiệt của chất lỏng, bột nhão và bột.

THW-L3 có cài đặt xác định dòng đo để xác định lượng dòng điện thích hợp để áp dụng dựa trên phép đo thử nghiệm. Bằng cách đọc kết quả của phép đo thử nghiệm, một dòng điện sẽ được thiết lập dẫn đến độ tăng nhiệt tối ưu của mẫu trong quá trình thử nghiệm. Do kích thước nhỏ gọn của cảm biến THW-L3, nó có thể được lắp trực tiếp vào ô lấy mẫu (15 ml), giúp việc thiết lập mẫu trở nên rất đơn giản. Một phương pháp thay thế để đo độ dẫn nhiệt của mẫu chất lỏng là đưa THW-L3 trực tiếp vào bình chứa mẫu.

Độ dẫn nhiệt của Silica Aerogel và Natri Sulfat

Bột được sản xuất và sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp. Ví dụ như ngành mỏ/ khoan, sơn bột và sản xuất phụ gia (in 3D với bột). Một cách để xác định đặc tính của bột đang được sử dụng hoặc sản xuất và đảm bảo rằng thành phần/ độ tinh khiết của bột là nhất quán là đo các đặc tính nhiệt của bột. Trong các tình huống có liên quan đến nhiệt độ thay đổi, cần phải hiểu các đặc tính nhiệt của bột có liên quan để ngăn ngừa quá nhiệt và hư hỏng máy móc tiếp xúc với bột. Với cảm biến THW-L3 cho phép đo độ dẫn nhiệt của bột một cách dễ dàng và chính xác.

Trong ứng dụng này, hai chất bột màu trắng được đo bằng THW-L3 và so sánh. Loại bột đầu tiên là silica aerogel, một vật liệu được biết đến với đặc tính cách điện. Aerogel có độ dẫn nhiệt khoảng 0,016 W / (m * K) [1]. Loại bột thứ hai là natri sunfat, ứng dụng chính của nó là trong sản xuất chất tẩy rửa [2]. Tính dẫn nhiệt của natri sunfat không được biết đến rộng rãi. Các kết quả sau đây được quan sát khi đo hai loại bột bằng THW-L3 sau khi sử dụng nước DIUF làm vật liệu hiệu chuẩn.

Hình 3: Đo bột bằng THW-L3. Bột được đổ vào ngăn chứa mẫu và sau đó cảm biến được đặt vào ngăn chứa mẫu.