팽창 측정

팽창 측정

팽창 측정(DIL )은 물질이 특정 대기에서 제어된 온도 프로그램에 노출되는 동안 무시할 수 있는 하중을 받는 물질의 치수 변화를 온도 함수로서 측정(예: 팽창 측정 또는 수축 측정)하는 기술입니다.

팽창계의 빨간색 샘플

팽창도 측정으로 다음과 같은 측정 결과를 얻을 수 있습니다:

선형 팽창 계수 – CTE

선형 팽창 계수는 길이 변화에 대한 속성으로 사용됩니다.
시료를 퍼니스의 시료 홀더에 놓습니다.
시료 홀더와 동일한 재질(석영 유리, 알루미늄 산화물)로 만들어진 푸시로드가 시료의 열팽창을 변위 변환기로 전달하여 변위를 측정합니다.
변위는 아날로그 또는 디지털로 측정됩니다.

재료의 기하학적 치수는 온도 변화에 따라 달라집니다.
이는 다음과 같이 설명할 수 있습니다. 선형 열팽창 계수(CTE):

CTE 선형 = ΔL-1/ΔT-1/L

ΔL은 시료의 길이(L)에서 온도(ΔT)의 변화로 인한 길이의 변화를 나타냅니다.

변위 변환기는 레퍼런스에 단단히 부착되어 있습니다.
가열하는 동안 기준과 푸시 로드도 같은 방식으로 확장되므로 시료 팽창은 기준 물질을 기준으로 측정됩니다.
그러면 샘플의 실제 열 팽창은 변위 변환기에서 측정한 값에 샘플과 동일한 길이의 기준 물질 조각의 팽창을 더한 값과 같습니다.

광학 팽창 측정

광학 팽창 측정법을 사용하면 소결 공정과 열 선형 팽창, 특히 이방성 및 깨지기 쉬운 재료와 복잡한 형상을 가진 시료의 열팽창을 조사할 수 있습니다. 비접촉 열역학적 측정에서는 재료의 연화점과 용융 온도도 측정할 수 있습니다.

측정 장치에서 광학 팽창계는 어떻게 작동하나요?

카메라가 장착된 팽창계를 사용한 열광학 분석에서는 시료에 한쪽에서 빛을 조사하고 다른 쪽에서 그림자를 기록합니다. 이렇게 얻은 데이터를 바탕으로 컴퓨터가 시료의 길이 변화를 계산합니다.

광학 팽창 측정 – 가열 과정에서 촬영한 흑백 이미지

이 방법과 관련된 규범은 다음과 같습니다:

ASTM E831 – 열역학적 분석에 의한 고체 재료의 선형 열팽창 표준 시험 방법.

ASTM D696 – 이 시험 방법은 유리질 실리카 팽창계를 사용하여 팽창 계수가 1µm/(m.°C) 이상인 플라스틱 재료의 선형 열팽창 계수를 측정하는 것을 다룹니다.

ASTM E228 – 푸시 로드 팽창계를 사용한 고체 재료의 선형 열팽창 표준 테스트 방법.