Đo lường độ khuếch tán nhiệt của than chì (graphite) với DLF 2800 của TA Instruments

Giới thiệu

Từ khi graphite (than chì) được phát hiện ra và đặt tên bởi Abraham Gottlob Werner năm 1789, loại vật liệu này đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như năng lượng, điện tử, môi trường, hàng không, luyện kim. Các ứng dụng cơ bản nhất của than chì là sản xuất buồng nung quy mô lớn hay lò đốt nhiệt độ siêu cao (UHT). Nhờ vào đặc tính truyền khuếch tán nhiệt tốt cùng với hệ số dãn nở nhiệt thấp , than chì đẳng hướng là loại vật liệu thường hay được sử dụng nhất trong các ứng dụng liên quan đến nhiệt độ cao, đòi hỏi vật liệu có khả năng phân bổ nhiệt độ tốt và chống chịu nhiệt độ cao mà không bị biến dạng đáng kể.

Để phân tích đặc điểm  phân bổ nhiệt độ và chống chịu nhiệt độ cao của vật liệu, nghiên cứu này đánh giá khả năng truyền khuếch tán nhiệt của các sản phẩm than chì khác nhau.

Thiết bị đo đạc và phương pháp thực nhiệm

DLF 2800 của TA Instruments được sử dụng trong nghiên cứu này để đo lường khả năng truyền khuếch tán nhiệt của vật liệu.

Khoảng nhiệt độ: từ nhiệt độ phòng lên đến 2800^oC.

Mẫu: 6 mẫu từ các loại than chì đẳng hướng khác nhau, mỗi mẫu được tái lặp 3 lần từ các lô sản phẩm.

Kích thước mẫu: đĩa tròn đường kính 12.7mm, dày 3.18mm.

Môi trường: khí trơ argon.

Kết quả

Chúng ta có thể thấy 6 mẫu than chì đều có giá trị hệ số khuếch tán nhiệt tương tự nhau trong khoảng nhiệt độ phòng lên đến 2800^oC (Hình 1, trái). Tuy nhiên mẫu than chì số 2 có thành phần tạp chất rất nhỏ nên có thể thấy sự khác biệt của mẫu này (các điểm giá trị tương ứng với màu nâu) so với các mẫu khác ở các mốc nhiệt độ thấp. Ngoài ra, độ lệch chuẩn của mẫu 2 cũng cao hơn so với các mẫu khác (Hình 1, phải). Như vậy, bằng vào phương pháp đo lường độ khuếch tán nhiệt của DLF 2800, chúng ta có thể phát hiện được tạp chất trong mẫu than chì đẳng hướng.

        Hình 1. Hệ số khuếch tán nhiệt trung bình (trái) và độ lệch chuẩn (phải) của các mẫu than chì đẳng hướng.

Dưới đây là bảng một số thông số kỹ thuật của DLF 2800: