路径: 主页 > GB/T > 第492页 > GB/T 35807-2018 | 标准编号 | GB/T 35807-2018 (GB/T35807-2018) | | 中文名称 | 硫化橡胶 热扩散系数的测定 闪光法 | | 英文名称 | Rubber, vulcanized -- Determination of thermal diffusivity -- Flash method | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | G40 | | 国际标准分类 | 83.060 | | 字数估计 | 18,192 | | 发布日期 | 2018-02-06 | | 实施日期 | 2018-09-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 35807-2018: 硫化橡胶 热扩散系数的测定 闪光法
GB/T 35807-2018 英文名称: Rubber, vulcanized -- Determination of thermal diffusivity -- Flash method
1 范围
本标准规定了在试样正面施加一束闪光源,通过检测试样背面温度上升时间的快慢来计算材料热
扩散系数的方法。
本标准适用于测量温度在20℃~250℃范围内,热扩散系数在0.01mm2/s以上的主体上均匀各
向同性的硫化橡胶。
注1:如在测量温度范围内,试样伴有分解或形态发生变化的现象,则测试温度范围作相应调整。
注2:由于闪光法是一种非接触式测量方法,可能不同于用其他物理量原理测定的结果(例如热流计法、防护热板法等)。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 2941 橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序
GB/T 14838 橡胶与橡胶制品 试验方法标准精密度的确定
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
热扩散系数
物体中某一点温度的扰动传递到另一点的速率的量度。
注:热扩散系数通常用α表示,单位为平方毫米每秒(mm2/s)。
4 符号与脚标
4.1 本标准采用的相关符号及其单位
4.2 本标准中特定的脚标说明
5 方法概述
用高强度的能量脉冲对小而薄的圆盘状试样进行短时间的辐照,其原理示意图见图2。试样的正
面吸收脉冲能量并记录其所引起的背面温度变化(温度自记曲线)。热扩散系数通过试样的厚度和背面
温度上升达到最大值的某一比值所需时间(见图3)计算得到。当需要测定试样在一个温度范围内的热
扩散系数时,在每一所需温度下需要分别测试。
注:本测试方法在大量出版的书籍和综述文章中都有详细说明,在附录A中对原理进行了概述。
6 设备
6.1 设备的基本构成如图4所示,主要包括闪光源、样品池、检测器、信号处理装置等。
图4 闪光系统模块设计
6.2 闪光源:可以是激光脉冲、闪光灯或者是其他能形成短周期高能量脉冲的装置。该能量脉冲的周
期应小于t1/2的2%。照射在试样表面的脉冲强度要均匀。使用的脉冲持续时间应在t1/2的0.5%~2%
范围内,为了进一步减小脉冲宽度对温升曲线的影响,需进行脉冲宽度校正。
6.3 环境控制设备:对在非室温条件下的测试,需要配置环境控制设备,使试样温度达到所要求的温
度。控温精度为0.1℃。
6.4 检测器:测量试样温升的检测器可以是热电偶、红外探测器、光学高温计或者其他对微小温度变化能够提供线性电信号输出的器件,且应该能够探测到试样初始温度以上0.05K的改变。检测器和与其配套的放大器的响应时间应小于t1/2的2%。为尽量靠近试样,测温元件应与样品支架紧密接触或固定在样品支架上。测温元件不应与试样接触,更不允许嵌入到试样中。
6.5 信号处理装置:包括读取试样温度与环境温度之差的电子回路、脉冲峰过滤器、扩大器和模拟-数
字变换器。
6.6 数据采集及记录系统:数据采集系统应有足够快的速度,采样频率应小于t1/2的1%。
7 试样
7.1 尺寸和形状
试样应具有代表性,应没有痕迹或可见的缺陷。通常采用的试样为薄的圆片状,其直径取决于所使
用的仪器,其正面面积比能量束斑小。典型的试样直径为10.0mm~12.5mm,试样厚度尺寸为1mm~
3mm。若采用其他试样尺寸,直径与厚度的比值应大于3。
7.2 试样数量
平行试验应不少于2个。
7.3 厚度测量
厚度测试所用的测厚计应符合GB/T 2941中 A方法的规定。制备的试样应表面平整且平行度在
厚度的0.5%以内,表面不宜有缺陷(如凹坑、划痕或标记)。
注:表面不完全平行的试样也可进行测试,但会产生较大误差,测试时需取测试面各处厚度的平均值。
7.4 表面处理
在测试之前,采用非常薄的、均匀的石墨或其他高辐射率涂层对试样的上下表面进行处理。可采用
喷雾、涂抹和喷射等方法处理试样表面,提高试样吸收能量的能力,尤其对于高反光率试样。
7.5 调节和停放
试样的调节、停放应符合GB/T 2941的规定。
8 校准和校验
8.1 定期校验设备性能和评估误差,通过测量一个或几个已知热扩散系数的材料来实现。附录B给出
了热扩散系数的核查程序。
8.2 闪光法测试仪的温度校正目前主要有以下两种方法:
a) 居里点标样校正法:找到一系列居里点转变温度在仪器测量温度范围内的标准样品,通过测量
其相变温度与理论值的偏差来校正仪器内部的温度;
b) 外置式标准热电偶法:通过已标定的热电偶来校正仪器内部温度。
上述两种方法用户可选择使用。用户可以进行自校验或委托具有资质的计量机构进行校正。
8.3 使用标准物质验证未知材料的数据,需注意当标准物质的性能(包括半温升时间和热扩散系数)与
未知相似,且测定温度上升曲线的方式相同才是有效的。
8.4 进行修正时,对数据有效性的重要检验方法是改变试样厚度。因半升温时间随L2 变化,即试样厚
度减小一半,半升温时间相应减少到其原始值的四分之一。因此,如果同一材料不同厚度的有代表性的
试样测得的热扩散系数相同时(应用合适的热损失修正),可以认为所测得的数据是真实有效的。
9 试验步骤
9.1 测定并记录试样的厚度。
9.2 根据试样情况,对试样进行表面处理(见7.4),然后放入样品支架中。
9.3 测定试样温度。
9.4 能量脉冲的选择。在保证可测温升的前提下,应选用尽可能低的能量脉冲,以确保检测器在其线
性范围内工作(特别是在低温测试时),同时防止较大的脉冲能量造成试样表面吸收层温度的明显上升
(极端情况下可能造成试样表面的分解)。
9.5 脉冲发出后,监控初始的或处理过的温度曲线以确定合适的能量范围。
9.6 在测试前或是测试过程中,应手动或自动校验温升信号基线的稳定性,确保其在最大温升的4%
以内。
9.7 在基线稳定的情况下,测定试样的环境......
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