Mesure de chaleur spécifique (Cp) de matériaux conducteurs avec les analyseurs thermiques Hot Disk
Le Hot Disk est un analyseur thermique reconnu mondialement pour sa mesure précise et fiable de la conductivité thermique des matériaux. Il est cependant moins connu pour sa mesure de la chaleur spécifique (Cp) des matériaux. En effet, grâce à une sonde spéciale, la sonde Cp-cell, et équipé du module logiciel correspondant, le Hot Disk permet la mesure directe de la chaleur spécifique (Cp) de nombreux matériaux. Cet exemple d’application est ainsi dédié à la mesure de chaleur spécifique (Cp) de matériaux conducteurs avec la Cp-cell des analyseurs thermiques Hot Disk.
Le Hot Disk est un appareil de mesure de la conductivité thermique, de la diffusivité thermique et de la chaleur spécifique. Robuste, précis et polyvalent, il permet de mesurer des solides, des liquides, des poudres et des pâtes sur une très large gamme.
Analyseur thermique pour tous types de matériaux – Hot Disk
Les analyseurs thermiques Hot Disk sont des instruments très polyvalents permettant de mesurer une large gamme de propriétés thermiques sur un large panel de matériaux (des plus isolants aux plus conducteurs). Leur robustesse et leur technologie font des analyseurs Hot Disk les appareils les plus performants du marché avec une précision de 3% et une reproductibilité de 1%. Ils suivent la norme ISO 22007-2 Plastics — Determination of thermal conductivity and thermal diffusivity — Part 2: Transient plane heat source (hot disc) method.
Mise en place d’un essai de chaleur spécifique avec la Cp-cell Hot Disk
La sonde Cp-cell Hot Disk se présente comme ceci : une cellule en or (Ø 19 mm x ↨ 5 mm) fixée sur une sonde 5501 (Ø 12,8 mm). Lors d’une mesure de Cp à l’aide de la Cp-cell Hot Disk, il faut d’abord réaliser un blanc (courbe de référence). Pour cela, l’opérateur réalise une mesure sans échantillon (cellule vide). La courbe à blanc sera ensuite soustraite à la courbe de l’essai réalisé avec l’échantillon pour obtenir sa chaleur spécifique (Cp).
Mesure de chaleur spécifique de matériaux conducteurs avec la Cp-cell Hot Disk
Une fois la mesure de référence réalisée, l’opérateur dépose l’échantillon à mesurer dans la cellule de la Cp-cell en veillant à bien le centrer. Il referme ensuite la cellule et la place entre deux mousses isolantes. Lors de l’essai, il faut que l’élévation de température de l’échantillon soit identique à celle observée pour la mesure référence. Pour cela, l’opérateur doit ajuster convenablement les paramètres d’essai (puissance et temps de mesure). Nous avons réalisé des essais sur 5 matériaux différents. Les résultats sont rassemblés dans le tableau ci-dessous.
| Masse volumique (g.cm-3) | Chaleur spécifique connue (J.kg-1.K-1) | Chaleur spécifique mesurée (J.kg-1.K-1) | Écart relatif (%) | |
| BRONZE | 8.92 | 377 | 375 | 0.5 |
| ACIER E36 | 7.79 | 500 | 486 | 2.8 |
| ACIER 304L | 7.81 | 500 | 492 | 1.6 |
| ALUMINIUM 2017 | 2.77 | 897 | 879 | 2.0 |
| ALLIAGE 5083 | 2.63 | 899 | 909 | 1.1 |
Tableau 1. Mesures de chaleur spécifique (Cp) réalisées avec le Hot Disk sur différents matériaux conducteurs. Dimensions des échantillons : 19 mm de diamètre et 5 mm d’épaisseur. Température moyenne d’essai : 23°C.
Résultats de mesure de chaleur spécifique de matériaux conducteurs avec la Cp-cell Hot Disk
Les résultats obtenus avec le Hot Disk confirment ce qui est annoncé par le constructeur : nous avons bien un écart de mesure inférieur ou égal à 3% entre les valeurs mesurées et les valeurs annoncées dans la littérature. La grande précision de mesure des analyseurs thermiques Hot Disk est bien vérifiée.
Pour en savoir plus sur ces analyseurs thermiques, retrouvez toutes les informations et spécifications de ces produits sur notre page internet dédiée au Hot Disk. Vous pourrez également y télécharger une plaquette ou demander un devis.
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