Wärmeleitfähigkeit von Fragmenten und Pulver bestimmen

Lose Materialien wie Fragmente und Pulver bestehen aus dem festen Materialanteil und dem luftgefüllten Porenraum. Da Luft eine sehr niedrige Wärmeleitfähigkeit aufweist, hängt die Wärmeleitfähigkeit loser Materialien stark vom Mengenverhältnis Festanteil zu Porenraum ab. Dieses Mengenverhältnis ist undefiniert und verändert sich bei jedem Schütteln der Probe. Direkte Wärmeleitfähigkeitsmessungen sind daher nicht möglich.

Messverfahren

Wärmeleitfähigkeitsmessung an Pulver und FragmentenBei Pulvern und Fragmenten wird deshalb die sog. Matrixwärmeleitfähigkeit bestimmt (d. h. die Wärmeleitfähigkeit, die ein nicht poröser Festkörper aus dem festen Materialanteil hätte). Dazu wird die Luft zwischen den Körnern durch eine Flüssigkeit mit bekannter Wärmeleitfähigkeit ersetzt und die Wärmeleitfähigkeit der Mischung gemessen. Aus dem Messergebnis, den flüssigen und festen Anteilen in der Probe und der bekannten Wärmeleitfähigkeit des Fluids wird dann die Matrixwärmeleitfähigkeit berechnet.

Für Details siehe unsere Anwendungshinweise (PDF) zu Messungen an Fragmenten und Pulver.

Geeignete Flüssigkeiten

Das verwendete Fluid darf das Probenmaterial nicht lösen oder mit ihm chemisch reagieren. Seine Wärmeleitfähigkeit muß vorab genau bekannt sein. Das Verfahren ist anwendbar, wenn die Wärmeleitfähigkeit des trockenen Probenmaterials maximal das 15-fache der Wärmeleit­fähig­keit des Fluids beträgt. Da die Wärmeleitfähigkeit von Wasser bei Raumtemperatur ca. 0,6 W/mK beträgt, kann es für Materialien bis maximal 9 W/mK Wasser als Fluid eingesetzt werden.

Probenvorbereitung

Das feste Material darf keine groben oder scharfkantigen Bestandteile enthalten. Größere Stücke müssen auf eine Korngröße von max. 1 mm zerkleinert werden.

Unsere Dienstleistung

Kostenloses Arbeitsblatt zur Bestimmung der Matrix-Wärmeleitfähigkeit mit TK04 Sie senden uns Ihr Probenmaterial zu, wir übernehmen die Probenvorbereitung, Messung und Auswertung und liefern Ihnen die Matrixwärmeleitfähigkeit Ihres Materials.

Für Anwender eines TK04-Wärmeleitfähigkeitsmessgerätes bieten wir eine detaillierte Anleitung zur Bestimmung der Matrixwärmeleitfähigkeit zum Herunterladen an: Messungen an Fragmenten und Pulver. Im Kunden-Downloadbereich stellen wir kostenlos ein Arbeitsblatt für OpenOffice, LibreOffice oder Microsoft Excel zur Verfügung, das Schritt für Schritt durch den Ablauf führt und die Berechnungen automatisch durchführt.