Wärmeleitfähigkeit bei hohen Temperaturen messen

  • 11. August 2017

Messapparatur ist auch für poröse und anisotrope Werk­stoffe sowie Verbund­werk­stoffe geeignet.

Die Bestimmung der thermischen Eigenschaften von Materi­alien ist in vielen Anwen­dungs­bereichen essen­ziell. Insbe­sondere die Wärme­leit­fähig­keit hat einen unmittel­baren Ein­fluss auf alle wärme­tech­nischen Anwen­dungen der Werk­stoffe. Forscher des Fraun­hofer-Instituts für Ferti­gungs­technik und ange­wandte Material­forschung in Dresden haben jetzt einen kom­pakten Versuchs­auf­bau ent­wickelt, mit dem die Wärme­leit­fähig­keit auch von porösen und aniso­tropen Werk­stoffen sowie Verbund­werk­stoffen und Werk­stoff­verbunden bei höheren Tempera­turen zuver­lässig gemessen werden kann.

Messprinzip

Abb.: Schematische Darstellung des Messprinzips zur Bestim­mung der Wärme­leit­fähig­keit mit dem Platten­ver­fahren. (Bild: Fh.-IFAM)

Aufgebaut nach dem Konzept der Plattenapparatur ist das Mess­ver­fahren sehr robust, der Mess­aufbau kompakt und die Zuver­lässig­keit der Mess­ergeb­nisse hoch. Im neuen Versuchs­aufbau können unter Vakuum oder in vari­abler Gas­atmo­sphäre Proben mit einer Grund­fläche von 50 x 50 mm² und einer Höhe von bis zu 20 mm ver­messen werden. In Ergän­zung der bereits vor­han­denen bau­gleichen Raum­tempe­ratur­anlage sind zukünftig Mes­sungen der Wärme­leit­fähig­keit in belie­bigen Tempe­ratur­schritten zwischen 20 und 600 Grad Celsius mög­lich. Insbe­sondere die Flexi­bi­lität des Tempe­ratur­bereiches kombi­niert mit dem breiten Spektrum an unter­such­baren Werk­stoffen stellt ein Novum dar.

Die Temperaturabhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit speziell bei hohen Tempe­ra­turen ist in vielen tech­nischen Bereichen rele­vant, konnte jedoch bisher insbe­sondere für poröse oder Verbund­werk­stoffe nur unzu­ver­lässig bestimmt werden. So sind diese Mess­werte beispiels­weise wichtig bei der Dimen­sio­nierung von Wärme­dämms­chichten an Hoch­tempe­atur­anlagen zur Mini­mierung ther­mischer Verluste, aber auch für das zuver­läs­sige Design und den energie­effi­zienten Betrieb von Hoch­tempe­ratur-Wärme­über­tragern und -speichern. Aus den Messungen lassen sich Informa­tionen über Ein­fluss­faktoren wie Art des Werk­stoffs, geo­metrische Struktur eines Verbunds oder thermische Übergangs­wider­stände in Schicht­werk­stoffen ableiten.

FG / RK

Share |

Newsletter

Haben Sie Interesse am kostenlosen wöchentlichen oder monatlichen pro-physik.de-Newsletter? Zum Abonnement geht es hier.

Webinar

Simulation optisch großer Bauteile

  • 14. September 2017

Das Model­lie­ren optischer An­wen­dungen wie zum Bei­spiel Richt­kopp­ler, nicht­line­are opti­sche Wellen­leiter, Nano­partikel­ausbrei­tungen sowie Meta­materi­alien ist zur Bewer­tung und Opti­mie­rung von Bau­for­men er­for­der­lich.

Alle Webinare »

Site Login

Bitte einloggen

Andere Optionen Login

Website Footer