Wärmeleitfähigkeit - Versionsgeschichte

Loeffler-Kamann am 6. Juni 2025 um 11:21 Uhr

2025-06-06T11:21:13Z

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juni 2025, 13:21 Uhr
Zeile 172:		Zeile 172:
	\|}		\|}

	Ein großer Nachteil dieser Messtechnik ist der relativ große Zeitaufwand. Schnell aber mit geringerer Genauigkeit arbeiten die nichtstationären Verfahren, bei denen eine Seite des Prüfkörpers einem Wärmestoß oder einer periodischen Temperaturänderung ausgesetzt ist und diese auf der anderen Seite gemessen wird [4]. Auf der Basis der Anregung mit Laserpulsen wurden in den letzten Jahren verschiedene Geräte entwickelt. '''Bild 2''' zeigt den Aufbau eines solchen Systems am Beispiel des Netzsch LFA 427. Mit diesem Messsystem können Temperaturleitfähigkeiten im Temperaturbereich von - 40 °C <math>\le</math> T <math>\le</math> ~~2000~~ °C gemessen werden. Auf der Prüfkörperunterseite wird ein Wärmepuls erzeugt und gleichzeitig misst ein IR-Detektor auf der Prüfkörperoberseite den Temperaturanstieg. Aus der zeitlichen Änderung der Temperatur kann die Temperaturleitfähigkeit ermittelt werden. Die Wärmeleitfähigkeit ergibt sich aus dem Zusammenhang (s. auch Gl. 4):		Ein großer Nachteil dieser Messtechnik ist der relativ große Zeitaufwand. Schnell aber mit geringerer Genauigkeit arbeiten die nichtstationären Verfahren, bei denen eine Seite des Prüfkörpers einem Wärmestoß oder einer periodischen Temperaturänderung ausgesetzt ist und diese auf der anderen Seite gemessen wird [4]. Auf der Basis der Anregung mit Laserpulsen wurden in den letzten Jahren verschiedene Geräte entwickelt. '''Bild 2''' zeigt den Aufbau eines solchen Systems am Beispiel des Netzsch LFA 427. Mit diesem Messsystem können Temperaturleitfähigkeiten im Temperaturbereich von - 40 °C <math>\le</math> T <math>\le</math> 2.000 °C gemessen werden. Auf der Prüfkörperunterseite wird ein Wärmepuls erzeugt und gleichzeitig misst ein IR-Detektor auf der Prüfkörperoberseite den Temperaturanstieg. Aus der zeitlichen Änderung der Temperatur kann die [[Thermische Leitfähigkeit\|Temperaturleitfähigkeit]] ermittelt werden. Die Wärmeleitfähigkeit ergibt sich aus dem Zusammenhang (s. auch Gl. 4):

	[[Datei:Waermeleitfaehigkeit_2.JPG]]		[[Datei:Waermeleitfaehigkeit_2.JPG]]
Zeile 204:		Zeile 204:
	Die Ermittlung der spezifischen Wärme c<sub>p</sub> erfolgt entweder mittels [[Differential Scanning Calorimetry\|Differential Scanning Calorimetry (DSC)]] oder direkt während der Temperaturleitfähigkeitsmessung durch den Vergleich des Temperaturverlaufs im Prüfkörper mit dem eines Referenzmaterials bekannter spezifischer Wärme.<br>		Die Ermittlung der spezifischen Wärme c<sub>p</sub> erfolgt entweder mittels [[Differential Scanning Calorimetry\|Differential Scanning Calorimetry (DSC)]] oder direkt während der Temperaturleitfähigkeitsmessung durch den Vergleich des Temperaturverlaufs im Prüfkörper mit dem eines Referenzmaterials bekannter spezifischer Wärme.<br>
	Aufgrund der Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit von zahlreichen molekularstrukturellen Parametern können Wärmeleitfähigkeitsmessungen genutzt werden, Rückschlüsse auf das Verhalten der Kettenmoleküle und der übermolekularen Struktur bei Einwirkung thermischer Energie zu ziehen. Die Ausbreitung der Wärmequellen, elastische Wellen nach Art der Schallwellen, reagiert besonders auf Inhomogenitäten im Makromolekülverbund, wie z. B. geordnete Bereiche, Defektstellen, [[Riss]]e u. a. und wird in der modernen [[Zerstörungsfreie Kunststoffprüfung\|zerstörungsfreien Kunststoffprüfung]] genutzt. <br>		Aufgrund der Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit von zahlreichen molekularstrukturellen Parametern können Wärmeleitfähigkeitsmessungen genutzt werden, Rückschlüsse auf das Verhalten der Kettenmoleküle und der übermolekularen Struktur bei Einwirkung thermischer Energie zu ziehen. Die Ausbreitung der Wärmequellen, elastische Wellen nach Art der Schallwellen, reagiert besonders auf Inhomogenitäten im Makromolekülverbund, wie z. B. geordnete Bereiche, Defektstellen, [[Riss]]e u. a. und wird in der modernen [[Zerstörungsfreie Kunststoffprüfung\|zerstörungsfreien Kunststoffprüfung]] genutzt. <br>
	Amorphe [[Thermoplaste]] verhalten bis zur [[Glastemperatur]] wie anorganisch unterkühlt eingefrorene Gläser und danach wie eine organische Flüssigkeit. Auf Grund der niedrigen [[Dichte]] und des großen Molekülabstandes sollte die Wärmeleitfähigkeit niedrig sein. Teilkristalline [[Thermoplaste]] haben infolge der höheren [[Dichte]] und des geringeren Molekülabstandes eine um Größenordnungen bessere Wärmeleitfähigkeit, die sich im schmelzflüssigen Zustand derjenigen der amorphen [[Polymer]]e annähert.<br>		Amorphe [[Thermoplaste]] verhalten sich bis zur [[Glastemperatur]] wie anorganisch unterkühlt eingefrorene Gläser und danach wie eine organische Flüssigkeit. Auf Grund der niedrigen [[Dichte]] und des großen Molekülabstandes sollte die Wärmeleitfähigkeit niedrig sein. Teilkristalline [[Thermoplaste]] haben infolge der höheren [[Dichte]] und des geringeren Molekülabstandes eine um Größenordnungen bessere Wärmeleitfähigkeit, die sich im schmelzflüssigen Zustand derjenigen der amorphen [[Polymer]]e annähert.<br>
	Ungefüllte oder -verstärkte [[Duroplaste\|Duromere]] unterscheiden sich nicht von den amorphen [[Thermoplaste]]n. In einem heterogenen gefüllten oder [[Faserverstärkte Kunststoffe\|verstärkten Kunststoff]] wird die Wärmeleitfähigkeit in erster Linie durch den Volumenanteil der einzelnen Bestandteile und ihrer Wärmeleitungskoeffizienten bestimmt. Bewitterung, Einwirkung von Lösungsmitteln und mechanische [[Beanspruchung]] können das [[Polymer]] angreifen. Irreversible Veränderungen durch chemischen oder physikalischen Abbau bewirken besonders dann eine Verschlechterung der Wärmeleitung, wenn sich [[Riss\|Mikrorisse]] bilden oder wie bei [[Prüfung von Verbundwerkstoffen\|Verbundwerkstoffen]] Delaminationen auftreten.		Ungefüllte oder -verstärkte [[Duroplaste\|Duromere]] unterscheiden sich nicht von den amorphen [[Thermoplaste]]n. In einem heterogenen gefüllten oder [[Faserverstärkte Kunststoffe\|verstärkten Kunststoff]] wird die Wärmeleitfähigkeit in erster Linie durch den Volumenanteil der einzelnen Bestandteile und ihrer Wärmeleitungskoeffizienten bestimmt. Bewitterung, Einwirkung von Lösungsmitteln und mechanische [[Beanspruchung]] können das [[Polymer]] angreifen. Irreversible Veränderungen durch chemischen oder physikalischen Abbau bewirken besonders dann eine Verschlechterung der Wärmeleitung, wenn sich [[Riss\|Mikrorisse]] bilden oder wie bei [[Prüfung von Verbundwerkstoffen\|Verbundwerkstoffen]] Delaminationen auftreten.

			==Siehe auch==
			*[[Dauerschwingversuch]]
			*[[Thermographie]]
			*[[Metallographie]]
			*[[Teilchengefüllte Kunststoffe]]
			*[[Zerstörungsfreie Kunststoffprüfung]]


Zeile 212:		Zeile 219:
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|[1]		\|[1]
	\|[[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (~~2015~~) 3. Auflage, S. ~~307–311,~~ (ISBN 978-3-446-~~44350~~-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)		\|[[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2025) 4. Auflage, S. 295–299 (ISBN 978-3-446-44718-9; E-Book: ISBN 978-3-446-48105-3; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 23)
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|[2]		\|[2]
Zeile 224:		Zeile 231:


	'''~~Normenhinweise~~'''		'''Normenhinweis'''

	* DIN EN ISO 22007-2 (2022-09): Kunststoffe – Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit und der Temperaturleitfähigkeit – Teil 2: Transientes ebenes Wärmequellenverfahren (Hot-Disc-Verfahren)		* DIN EN ISO 22007-2 (2022-09): Kunststoffe – Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit und der Temperaturleitfähigkeit – Teil 2: Transientes ebenes Wärmequellenverfahren (Hot-Disc-Verfahren)

Oluschinski am 22. Juni 2023 um 06:24 Uhr

2023-06-22T06:24:32Z

← Nächstältere Version		Version vom 22. Juni 2023, 08:24 Uhr
Zeile 208:		Zeile 208:


	'''Literaturhinweise:'''		'''Literaturhinweise'''
	{\|		{\|
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
Zeile 222:		Zeile 222:
	\|[4]		\|[4]
	\|Woebcken, W.; Stoeckert, K.: Kunststoff Lexikon. Carl Hanser Verlag, München Wien, 9. Auflage (1997), (ISBN 978-3-446-17969-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter G 3)		\|Woebcken, W.; Stoeckert, K.: Kunststoff Lexikon. Carl Hanser Verlag, München Wien, 9. Auflage (1997), (ISBN 978-3-446-17969-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter G 3)


			'''Normenhinweise'''

			* DIN EN ISO 22007-2 (2022-09): Kunststoffe – Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit und der Temperaturleitfähigkeit – Teil 2: Transientes ebenes Wärmequellenverfahren (Hot-Disc-Verfahren)
	\|}		\|}

	[[Kategorie:Thermoanalytische Methoden]]		[[Kategorie:Thermoanalytische Methoden]]

Oluschinski am 13. August 2019 um 09:18 Uhr

2019-08-13T09:18:58Z

← Nächstältere Version		Version vom 13. August 2019, 11:18 Uhr
Zeile 165:		Zeile 165:
	Prinzipiell unterscheidet man stationäre, quasistationäre und instationäre Prüfverfahren. '''Bild 1''' zeigt am Beispiel des Wärmeleitfähigkeitsmessgerätes „Heat Flow Meter 6891/000“ der Fa. Ceast den schematischen Aufbau eines stationären Prüfsystems.		Prinzipiell unterscheidet man stationäre, quasistationäre und instationäre Prüfverfahren. '''Bild 1''' zeigt am Beispiel des Wärmeleitfähigkeitsmessgerätes „Heat Flow Meter 6891/000“ der Fa. Ceast den schematischen Aufbau eines stationären Prüfsystems.

	[[Datei:~~Waermeleitfaehigkleit~~.JPG]]		[[Datei:Waermeleitfaehigkeit.JPG]]
	{\|		{\|
	\|- valign="top"		\|- valign="top"
Zeile 174:		Zeile 174:
	Ein großer Nachteil dieser Messtechnik ist der relativ große Zeitaufwand. Schnell aber mit geringerer Genauigkeit arbeiten die nichtstationären Verfahren, bei denen eine Seite des Prüfkörpers einem Wärmestoß oder einer periodischen Temperaturänderung ausgesetzt ist und diese auf der anderen Seite gemessen wird [4]. Auf der Basis der Anregung mit Laserpulsen wurden in den letzten Jahren verschiedene Geräte entwickelt. '''Bild 2''' zeigt den Aufbau eines solchen Systems am Beispiel des Netzsch LFA 427. Mit diesem Messsystem können Temperaturleitfähigkeiten im Temperaturbereich von - 40 °C <math>\le</math> T <math>\le</math> 2000 °C gemessen werden. Auf der Prüfkörperunterseite wird ein Wärmepuls erzeugt und gleichzeitig misst ein IR-Detektor auf der Prüfkörperoberseite den Temperaturanstieg. Aus der zeitlichen Änderung der Temperatur kann die Temperaturleitfähigkeit ermittelt werden. Die Wärmeleitfähigkeit ergibt sich aus dem Zusammenhang (s. auch Gl. 4):		Ein großer Nachteil dieser Messtechnik ist der relativ große Zeitaufwand. Schnell aber mit geringerer Genauigkeit arbeiten die nichtstationären Verfahren, bei denen eine Seite des Prüfkörpers einem Wärmestoß oder einer periodischen Temperaturänderung ausgesetzt ist und diese auf der anderen Seite gemessen wird [4]. Auf der Basis der Anregung mit Laserpulsen wurden in den letzten Jahren verschiedene Geräte entwickelt. '''Bild 2''' zeigt den Aufbau eines solchen Systems am Beispiel des Netzsch LFA 427. Mit diesem Messsystem können Temperaturleitfähigkeiten im Temperaturbereich von - 40 °C <math>\le</math> T <math>\le</math> 2000 °C gemessen werden. Auf der Prüfkörperunterseite wird ein Wärmepuls erzeugt und gleichzeitig misst ein IR-Detektor auf der Prüfkörperoberseite den Temperaturanstieg. Aus der zeitlichen Änderung der Temperatur kann die Temperaturleitfähigkeit ermittelt werden. Die Wärmeleitfähigkeit ergibt sich aus dem Zusammenhang (s. auch Gl. 4):

	[[Datei:~~Waermeleitfaehigkleit_2~~.JPG]]		[[Datei:Waermeleitfaehigkeit_2.JPG]]
	{\|		{\|
	\|- valign="top"		\|- valign="top"

Oluschinski am 13. August 2019 um 09:18 Uhr

2019-08-13T09:18:12Z

← Nächstältere Version		Version vom 13. August 2019, 11:18 Uhr
Zeile 165:		Zeile 165:
	Prinzipiell unterscheidet man stationäre, quasistationäre und instationäre Prüfverfahren. '''Bild 1''' zeigt am Beispiel des Wärmeleitfähigkeitsmessgerätes „Heat Flow Meter 6891/000“ der Fa. Ceast den schematischen Aufbau eines stationären Prüfsystems.		Prinzipiell unterscheidet man stationäre, quasistationäre und instationäre Prüfverfahren. '''Bild 1''' zeigt am Beispiel des Wärmeleitfähigkeitsmessgerätes „Heat Flow Meter 6891/000“ der Fa. Ceast den schematischen Aufbau eines stationären Prüfsystems.

	[[Datei:~~Wärmeleitfähigkleit~~.JPG]]		[[Datei:Waermeleitfaehigkleit.JPG]]
	{\|		{\|
	\|- valign="top"		\|- valign="top"
Zeile 174:		Zeile 174:
	Ein großer Nachteil dieser Messtechnik ist der relativ große Zeitaufwand. Schnell aber mit geringerer Genauigkeit arbeiten die nichtstationären Verfahren, bei denen eine Seite des Prüfkörpers einem Wärmestoß oder einer periodischen Temperaturänderung ausgesetzt ist und diese auf der anderen Seite gemessen wird [4]. Auf der Basis der Anregung mit Laserpulsen wurden in den letzten Jahren verschiedene Geräte entwickelt. '''Bild 2''' zeigt den Aufbau eines solchen Systems am Beispiel des Netzsch LFA 427. Mit diesem Messsystem können Temperaturleitfähigkeiten im Temperaturbereich von - 40 °C <math>\le</math> T <math>\le</math> 2000 °C gemessen werden. Auf der Prüfkörperunterseite wird ein Wärmepuls erzeugt und gleichzeitig misst ein IR-Detektor auf der Prüfkörperoberseite den Temperaturanstieg. Aus der zeitlichen Änderung der Temperatur kann die Temperaturleitfähigkeit ermittelt werden. Die Wärmeleitfähigkeit ergibt sich aus dem Zusammenhang (s. auch Gl. 4):		Ein großer Nachteil dieser Messtechnik ist der relativ große Zeitaufwand. Schnell aber mit geringerer Genauigkeit arbeiten die nichtstationären Verfahren, bei denen eine Seite des Prüfkörpers einem Wärmestoß oder einer periodischen Temperaturänderung ausgesetzt ist und diese auf der anderen Seite gemessen wird [4]. Auf der Basis der Anregung mit Laserpulsen wurden in den letzten Jahren verschiedene Geräte entwickelt. '''Bild 2''' zeigt den Aufbau eines solchen Systems am Beispiel des Netzsch LFA 427. Mit diesem Messsystem können Temperaturleitfähigkeiten im Temperaturbereich von - 40 °C <math>\le</math> T <math>\le</math> 2000 °C gemessen werden. Auf der Prüfkörperunterseite wird ein Wärmepuls erzeugt und gleichzeitig misst ein IR-Detektor auf der Prüfkörperoberseite den Temperaturanstieg. Aus der zeitlichen Änderung der Temperatur kann die Temperaturleitfähigkeit ermittelt werden. Die Wärmeleitfähigkeit ergibt sich aus dem Zusammenhang (s. auch Gl. 4):

	[[Datei:~~Wärmeleitfähigkleit_2~~.JPG]]		[[Datei:Waermeleitfaehigkleit_2.JPG]]
	{\|		{\|
	\|- valign="top"		\|- valign="top"

Oluschinski am 13. August 2019 um 09:15 Uhr

2019-08-13T09:15:06Z

← Nächstältere Version		Version vom 13. August 2019, 11:15 Uhr
Zeile 203:		Zeile 203:

	Die Ermittlung der spezifischen Wärme c<sub>p</sub> erfolgt entweder mittels [[Differential Scanning Calorimetry\|Differential Scanning Calorimetry (DSC)]] oder direkt während der Temperaturleitfähigkeitsmessung durch den Vergleich des Temperaturverlaufs im Prüfkörper mit dem eines Referenzmaterials bekannter spezifischer Wärme.<br>		Die Ermittlung der spezifischen Wärme c<sub>p</sub> erfolgt entweder mittels [[Differential Scanning Calorimetry\|Differential Scanning Calorimetry (DSC)]] oder direkt während der Temperaturleitfähigkeitsmessung durch den Vergleich des Temperaturverlaufs im Prüfkörper mit dem eines Referenzmaterials bekannter spezifischer Wärme.<br>
	Aufgrund der Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit von zahlreichen molekularstrukturellen Parametern können Wärmeleitfähigkeitsmessungen genutzt werden, Rückschlüsse auf das Verhalten der Kettenmoleküle und der übermolekularen Struktur bei Einwirkung thermischer Energie zu ziehen. Die Ausbreitung der Wärmequellen, elastische Wellen nach Art der Schallwellen, reagiert besonders auf Inhomogenitäten im Makromolekülverbund, wie z. B. geordnete Bereiche, Defektstellen, [[Riss]]e u. a. und wird in der modernen ~~zerstörungsfreien~~ [[~~Werkstoffprüfung~~]] genutzt. <br>		Aufgrund der Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit von zahlreichen molekularstrukturellen Parametern können Wärmeleitfähigkeitsmessungen genutzt werden, Rückschlüsse auf das Verhalten der Kettenmoleküle und der übermolekularen Struktur bei Einwirkung thermischer Energie zu ziehen. Die Ausbreitung der Wärmequellen, elastische Wellen nach Art der Schallwellen, reagiert besonders auf Inhomogenitäten im Makromolekülverbund, wie z. B. geordnete Bereiche, Defektstellen, [[Riss]]e u. a. und wird in der modernen [[Zerstörungsfreie Kunststoffprüfung\|zerstörungsfreien Kunststoffprüfung]] genutzt. <br>
	Amorphe [[Thermoplaste]] verhalten bis zur [[Glastemperatur]] wie anorganisch unterkühlt eingefrorene Gläser und danach wie eine organische Flüssigkeit. Auf Grund der niedrigen [[Dichte]] und des großen Molekülabstandes sollte die Wärmeleitfähigkeit niedrig sein. Teilkristalline [[Thermoplaste]] haben infolge der höheren [[Dichte]] und des geringeren Molekülabstandes eine um Größenordnungen bessere Wärmeleitfähigkeit, die sich im schmelzflüssigen Zustand derjenigen der amorphen [[Polymer]]e annähert.<br>		Amorphe [[Thermoplaste]] verhalten bis zur [[Glastemperatur]] wie anorganisch unterkühlt eingefrorene Gläser und danach wie eine organische Flüssigkeit. Auf Grund der niedrigen [[Dichte]] und des großen Molekülabstandes sollte die Wärmeleitfähigkeit niedrig sein. Teilkristalline [[Thermoplaste]] haben infolge der höheren [[Dichte]] und des geringeren Molekülabstandes eine um Größenordnungen bessere Wärmeleitfähigkeit, die sich im schmelzflüssigen Zustand derjenigen der amorphen [[Polymer]]e annähert.<br>
	Ungefüllte oder -verstärkte [[Duroplaste\|Duromere]] unterscheiden sich nicht von den amorphen [[Thermoplaste]]n. In einem heterogenen gefüllten oder [[Faserverstärkte Kunststoffe\|verstärkten Kunststoff]] wird die Wärmeleitfähigkeit in erster Linie durch den Volumenanteil der einzelnen Bestandteile und ihrer Wärmeleitungskoeffizienten bestimmt. Bewitterung, Einwirkung von Lösungsmitteln und mechanische [[Beanspruchung]] können das [[Polymer]] angreifen. Irreversible Veränderungen durch chemischen oder physikalischen Abbau bewirken besonders dann eine Verschlechterung der Wärmeleitung, wenn sich [[Riss\|Mikrorisse]] bilden oder wie bei [[Prüfung von Verbundwerkstoffen\|Verbundwerkstoffen]] Delaminationen auftreten.		Ungefüllte oder -verstärkte [[Duroplaste\|Duromere]] unterscheiden sich nicht von den amorphen [[Thermoplaste]]n. In einem heterogenen gefüllten oder [[Faserverstärkte Kunststoffe\|verstärkten Kunststoff]] wird die Wärmeleitfähigkeit in erster Linie durch den Volumenanteil der einzelnen Bestandteile und ihrer Wärmeleitungskoeffizienten bestimmt. Bewitterung, Einwirkung von Lösungsmitteln und mechanische [[Beanspruchung]] können das [[Polymer]] angreifen. Irreversible Veränderungen durch chemischen oder physikalischen Abbau bewirken besonders dann eine Verschlechterung der Wärmeleitung, wenn sich [[Riss\|Mikrorisse]] bilden oder wie bei [[Prüfung von Verbundwerkstoffen\|Verbundwerkstoffen]] Delaminationen auftreten.
Zeile 212:		Zeile 212:
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|[1]		\|[1]
	\|Grellmann, W., [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 307–311, (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)		\|[[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 307–311, (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|[2]		\|[2]

Oluschinski am 15. August 2017 um 11:43 Uhr

2017-08-15T11:43:59Z

← Nächstältere Version		Version vom 15. August 2017, 13:43 Uhr
Zeile 1:		Zeile 1:
	{{PSM_Infobox}}		{{PSM_Infobox}}
	<span style="font-size:1.2em;font-weight:bold;">Wärmeleitfähigkeit</span>		<span style="font-size:1.2em;font-weight:bold;">Wärmeleitfähigkeit</span>
			__FORCETOC__
	[[Polymer]]e enthalten in der Regel keine frei beweglichen Elektronen. Der Transport von Wärmeenergie kann somit nur über elastische Wellen im Festkörper (Phononen) und den Energieaustausch beim Zusammenstoß von Molekülteilen erfolgen. Die Wärmeleitfähigkeit als Maß für den Transport von Energie in einem Werkstoff ist daher als mit Schallgeschwindigkeit ablaufender quantisierter Transportprozess vorstellbar [1]. Es gilt die auf DEBYE zurückgehende Beziehung:		==Grundlagen der Wärmeleitfähigkeit==
			[[Polymer]]e enthalten in der Regel keine frei beweglichen Elektronen. Der Transport von Wärmeenergie kann somit nur über elastische Wellen im Festkörper (Phononen) und den Energieaustausch beim Zusammenstoß von Molekülteilen erfolgen. Die Wärmeleitfähigkeit λ als Maß für den Transport von Energie in einem Werkstoff ist daher als mit Schallgeschwindigkeit ablaufender quantisierter Transportprozess vorstellbar [1]. Es gilt die auf den niederländischen Physiker und Chemiker DEBYE zurückgehende Beziehung:
	{\|		{\|
	\|-		\|-
Zeile 23:		Zeile 24:
	\|c		\|c
	\|		\|
	\|Schallgeschwindigkeit und		\|[[Schallgeschwindigkeit]] und
	\|-		\|-
	\|l		\|l
Zeile 30:		Zeile 31:
	\|}		\|}
	bedeuten.		bedeuten.

			==Wärmeleitungsgleichung==

	Die Wärmeleitfähigkeit oder Wärmeleitzahl <math>\lambda</math> entspricht derjenigen Wärmemenge in Joule, die im stationären Zustand in einer bestimmten Zeiteinheit durch einen Körper bestimmten Querschnittes hindurchgeleitet wird, wobei der Temperaturgradient 1 K beträgt. Die physikalische Einheit dieser Größe ist W (m K)<sup>-1</sup>.<br>		Die Wärmeleitfähigkeit oder Wärmeleitzahl <math>\lambda</math> entspricht derjenigen Wärmemenge in Joule, die im stationären Zustand in einer bestimmten Zeiteinheit durch einen Körper bestimmten Querschnittes hindurchgeleitet wird, wobei der Temperaturgradient 1 K beträgt. Die physikalische Einheit dieser Größe ist W (m K)<sup>-1</sup>.<br>
	Die empirische Grundgleichung für alle Wärmeleitungsvorgänge ist:		Die empirische Grundgleichung (auch als FOURIER'sches Gesetz bezeichnet) für alle Wärmeleitungsvorgänge ist:
	{\|		{\|
	\|-		\|-
Zeile 133:		Zeile 136:
	\|T<sub>A,B</sub>		\|T<sub>A,B</sub>
	\|		\|
	\|Temperatur an der [[~~Phasengrenzfläche\|~~Oberfläche]] des Körpers A bzw. B		\|Temperatur an der [[Oberfläche]] des Körpers A bzw. B
	\|}		\|}

	Die Wärmeübergangszahl kennzeichnet einen Übergangswiderstand an den Grenzflächen zwischen Prüfkörper und Wärme- bzw. Kühlmedium. Sie kennzeichnet die Wärmemenge je Zeiteinheit bei gegebener Temperaturdifferenz zwischen einer		Die Wärmeübergangszahl kennzeichnet einen Übergangswiderstand an den [[Phasengrenzfläche\|Grenzflächen]] zwischen Prüfkörper und Wärme- bzw. Kühlmedium. Sie kennzeichnet die Wärmemenge je Zeiteinheit bei gegebener Temperaturdifferenz zwischen einer
	bestimmten Körperoberfläche und dem sie berührenden Medium. Da es kaum möglich ist, alle Grenzbedingungen des Wärmeüberganges in eine mathematische Formulierung aufzunehmen, wird die Wärmeübergangszahl als empirischer Faktor angesehen und experimentell bestimmt.<br>		bestimmten Körperoberfläche und dem sie berührenden Medium. Da es kaum möglich ist, alle Grenzbedingungen des Wärmeüberganges in eine mathematische Formulierung aufzunehmen, wird die Wärmeübergangszahl als empirischer Faktor angesehen und experimentell bestimmt.<br>
	Für die in der Isoliertechnik erforderliche quantitative Bewertung des Wärmedurchganges durch einzelne Schichten einer Werkstoffkombination zum Zwecke der Wärmedämmung wird die Wärmedurchgangszahl U, früher mit k oder als k-Wert bezeichnet, definiert:		Für die in der Isoliertechnik erforderliche quantitative Bewertung des Wärmedurchganges durch einzelne Schichten einer Werkstoffkombination zum Zwecke der Wärmedämmung wird die Wärmedurchgangszahl U, früher mit k oder als k-Wert bezeichnet, definiert:
Zeile 152:		Zeile 155:
	\|Temperatur des umgebenden Mediums innen bzw. außen		\|Temperatur des umgebenden Mediums innen bzw. außen
	\|}		\|}

			==Praktische Aspekte==

	Die praktische Anwendung der definierten [[Kenngröße]]n Wärmeleitfähigkeit <math>\lambda</math>, Temperaturleitzahl a, Wärmeeindringzahl b und Wärmedurchgangszahl U findet sich bei vielen Gegenständen des täglichen Gebrauchs, wie Griffen von beheizten Gebrauchsgütern, Wärmeschutzschilden, aber auch bei der Berechnung von Werkzeugen für die Kunststoffverarbeitung.<br>		Die praktische Anwendung der definierten [[Kenngröße]]n Wärmeleitfähigkeit <math>\lambda</math>, Temperaturleitzahl a, Wärmeeindringzahl b und Wärmedurchgangszahl U findet sich bei vielen Gegenständen des täglichen Gebrauchs, wie Griffen von beheizten Gebrauchsgütern, Wärmeschutzschilden, aber auch bei der Berechnung von Werkzeugen für die Kunststoffverarbeitung.<br>
	Die Wärmeleitfähigkeit fester Stoffe ermittelt man in der Mehrzahl der Fälle in symmetrischen Prüfkörperanordnungen mittels Plattenapparaturen. Der Prüfkörper wird zwischen zwei Plattenpaare gebracht, von denen eines geheizt und das andere gekühlt wird, wodurch ein definiertes Temperaturgefälle entsteht. Zur Verhinderung seitlicher Wärmeverluste ist die Heizplatte von einem Heizring umgeben. Damit erreicht man, dass die in der Heizplatte je Zeiteinheit elektrisch erzeugte Wärmemenge durch die Probenplatte geht und nicht abfließen kann. Die Temperaturdifferenz wird in der Regel mit Thermoelementen zwischen Heiz- und Kühlplatte gemessen. Wichtig ist ein sehr guter Wärmekontakt zwischen den einzelnen Platten und damit ein einwandfreier Wärmeübergang. Dies erreicht man z. B., wenn die gesamte Prüfanordnung zusammengepresst wird oder die Prüfkörperoberflächen mit einer Metallschicht versehen werden. Eine ausführliche Darstellung der Anforderungen an die Messtechnik ist in [2] und [3] enthalten.~~<br>~~		Die Wärmeleitfähigkeit fester Stoffe ermittelt man in der Mehrzahl der Fälle in symmetrischen Prüfkörperanordnungen mittels Plattenapparaturen. Der Prüfkörper wird zwischen zwei Plattenpaare gebracht, von denen eines geheizt und das andere gekühlt wird, wodurch ein definiertes Temperaturgefälle entsteht. Zur Verhinderung seitlicher Wärmeverluste ist die Heizplatte von einem Heizring umgeben. Damit erreicht man, dass die in der Heizplatte je Zeiteinheit elektrisch erzeugte Wärmemenge durch die Probenplatte geht und nicht abfließen kann. Die Temperaturdifferenz wird in der Regel mit Thermoelementen zwischen Heiz- und Kühlplatte gemessen. Wichtig ist ein sehr guter Wärmekontakt zwischen den einzelnen Platten und damit ein einwandfreier Wärmeübergang. Dies erreicht man z. B., wenn die gesamte Prüfanordnung zusammengepresst wird oder die Prüfkörperoberflächen mit einer Metallschicht versehen werden. Eine ausführliche Darstellung der Anforderungen an die Messtechnik ist in [2] und [3] enthalten.

			==Gerätesysteme zur Ermittlung der Wärmeleitfähigkeit==

	Prinzipiell unterscheidet man stationäre, quasistationäre und instationäre Prüfverfahren. '''Bild 1''' zeigt am Beispiel des Wärmeleitfähigkeitsmessgerätes „Heat Flow Meter 6891/000“ der Fa. Ceast den schematischen Aufbau eines stationären Prüfsystems.		Prinzipiell unterscheidet man stationäre, quasistationäre und instationäre Prüfverfahren. '''Bild 1''' zeigt am Beispiel des Wärmeleitfähigkeitsmessgerätes „Heat Flow Meter 6891/000“ der Fa. Ceast den schematischen Aufbau eines stationären Prüfsystems.

Zeile 195:		Zeile 203:

	Die Ermittlung der spezifischen Wärme c<sub>p</sub> erfolgt entweder mittels [[Differential Scanning Calorimetry\|Differential Scanning Calorimetry (DSC)]] oder direkt während der Temperaturleitfähigkeitsmessung durch den Vergleich des Temperaturverlaufs im Prüfkörper mit dem eines Referenzmaterials bekannter spezifischer Wärme.<br>		Die Ermittlung der spezifischen Wärme c<sub>p</sub> erfolgt entweder mittels [[Differential Scanning Calorimetry\|Differential Scanning Calorimetry (DSC)]] oder direkt während der Temperaturleitfähigkeitsmessung durch den Vergleich des Temperaturverlaufs im Prüfkörper mit dem eines Referenzmaterials bekannter spezifischer Wärme.<br>
	Aufgrund der Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit von zahlreichen molekularstrukturellen Parametern können Wärmeleitfähigkeitsmessungen genutzt werden, Rückschlüsse auf das Verhalten der Kettenmoleküle und der übermolekularen Struktur bei Einwirkung thermischer Energie zu ziehen. Die Ausbreitung der Wärmequellen, elastische Wellen nach Art der Schallwellen, reagiert besonders auf Inhomogenitäten im Makromolekülverbund, wie z. B. geordnete Bereiche, Defektstellen, [[Riss]]e u.a und wird in der modernen zerstörungsfreien [[Werkstoffprüfung]] genutzt. <br>		Aufgrund der Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit von zahlreichen molekularstrukturellen Parametern können Wärmeleitfähigkeitsmessungen genutzt werden, Rückschlüsse auf das Verhalten der Kettenmoleküle und der übermolekularen Struktur bei Einwirkung thermischer Energie zu ziehen. Die Ausbreitung der Wärmequellen, elastische Wellen nach Art der Schallwellen, reagiert besonders auf Inhomogenitäten im Makromolekülverbund, wie z. B. geordnete Bereiche, Defektstellen, [[Riss]]e u. a. und wird in der modernen zerstörungsfreien [[Werkstoffprüfung]] genutzt. <br>
	Amorphe [[Thermoplaste]] verhalten bis zur [[Glastemperatur]] wie anorganisch unterkühlt eingefrorene Gläser und danach wie eine organische Flüssigkeit. Auf Grund der niedrigen [[Dichte]] und des großen Molekülabstandes sollte die Wärmeleitfähigkeit niedrig sein. Teilkristalline [[Thermoplaste]] haben infolge der höheren [[Dichte]] und des geringeren Molekülabstandes eine um Größenordnungen bessere Wärmeleitfähigkeit, die sich im schmelzflüssigen Zustand derjenigen der amorphen [[Polymer]]e annähert.<br>		Amorphe [[Thermoplaste]] verhalten bis zur [[Glastemperatur]] wie anorganisch unterkühlt eingefrorene Gläser und danach wie eine organische Flüssigkeit. Auf Grund der niedrigen [[Dichte]] und des großen Molekülabstandes sollte die Wärmeleitfähigkeit niedrig sein. Teilkristalline [[Thermoplaste]] haben infolge der höheren [[Dichte]] und des geringeren Molekülabstandes eine um Größenordnungen bessere Wärmeleitfähigkeit, die sich im schmelzflüssigen Zustand derjenigen der amorphen [[Polymer]]e annähert.<br>
	Ungefüllte oder -verstärkte [[Duroplaste\|Duromere]] unterscheiden sich nicht von den amorphen [[Thermoplaste]]n. In einem heterogenen gefüllten oder [[Faserverstärkte Kunststoffe\|verstärkten Kunststoff]] wird die Wärmeleitfähigkeit in erster Linie durch den Volumenanteil der einzelnen Bestandteile und ihrer Wärmeleitungskoeffizienten bestimmt. Bewitterung, Einwirkung von Lösungsmitteln und mechanische [[Beanspruchung]] können das [[Polymer]] angreifen. Irreversible Veränderungen durch chemischen oder physikalischen Abbau bewirken besonders dann eine Verschlechterung der Wärmeleitung, wenn sich [[Riss\|Mikrorisse]] bilden oder wie bei [[Prüfung von Verbundwerkstoffen\|Verbundwerkstoffen]] Delaminationen auftreten.		Ungefüllte oder -verstärkte [[Duroplaste\|Duromere]] unterscheiden sich nicht von den amorphen [[Thermoplaste]]n. In einem heterogenen gefüllten oder [[Faserverstärkte Kunststoffe\|verstärkten Kunststoff]] wird die Wärmeleitfähigkeit in erster Linie durch den Volumenanteil der einzelnen Bestandteile und ihrer Wärmeleitungskoeffizienten bestimmt. Bewitterung, Einwirkung von Lösungsmitteln und mechanische [[Beanspruchung]] können das [[Polymer]] angreifen. Irreversible Veränderungen durch chemischen oder physikalischen Abbau bewirken besonders dann eine Verschlechterung der Wärmeleitung, wenn sich [[Riss\|Mikrorisse]] bilden oder wie bei [[Prüfung von Verbundwerkstoffen\|Verbundwerkstoffen]] Delaminationen auftreten.
Zeile 204:		Zeile 212:
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|[1]		\|[1]
	\|Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 307–311, (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)		\|Grellmann, W., [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 307–311, (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|[2]		\|[2]
Zeile 215:		Zeile 223:
	\|Woebcken, W.; Stoeckert, K.: Kunststoff Lexikon. Carl Hanser Verlag, München Wien, 9. Auflage (1997), (ISBN 978-3-446-17969-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter G 3)		\|Woebcken, W.; Stoeckert, K.: Kunststoff Lexikon. Carl Hanser Verlag, München Wien, 9. Auflage (1997), (ISBN 978-3-446-17969-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter G 3)
	\|}		\|}

			[[Kategorie:Thermoanalytische Methoden]]

Oluschinski am 23. Juni 2017 um 08:36 Uhr

2017-06-23T08:36:48Z

← Nächstältere Version		Version vom 23. Juni 2017, 10:36 Uhr
Zeile 1:		Zeile 1:
			{{PSM_Infobox}}
	<span style="font-size:1.2em;font-weight:bold;">Wärmeleitfähigkeit</span>		<span style="font-size:1.2em;font-weight:bold;">Wärmeleitfähigkeit</span>

Reincke am 26. Oktober 2016 um 13:28 Uhr

2016-10-26T13:28:39Z

← Nächstältere Version		Version vom 26. Oktober 2016, 15:28 Uhr
Zeile 132:		Zeile 132:
	\|T<sub>A,B</sub>		\|T<sub>A,B</sub>
	\|		\|
	\|Temperatur an der Oberfläche des Körpers A bzw. B		\|Temperatur an der [[Phasengrenzfläche\|Oberfläche]] des Körpers A bzw. B
	\|}		\|}

Oluschinski am 18. April 2016 um 12:14 Uhr

2016-04-18T12:14:39Z

← Nächstältere Version		Version vom 18. April 2016, 14:14 Uhr
Zeile 18:		Zeile 18:
	\|<math>\rho</math>		\|<math>\rho</math>
	\|		\|
	\|Dichte		\|[[Dichte]]
	\|-		\|-
	\|c		\|c
Zeile 76:		Zeile 76:
	\|}		\|}

	Für den instationären Fall, z.B. bei Aufheiz- und Abkühlvorgängen, d.h.		Für den instationären Fall, z. B. bei Aufheiz- und Abkühlvorgängen, d. h.
	{\|		{\|
	\|-		\|-
Zeile 91:		Zeile 91:
	\|}		\|}

	Die Größe <math>\lambda~~</math>/(c<sub>~~p~~</sub> <math>~~\cdot \rho</math>) wird als Temperaturleitzahl oder Temperaturleitfähigkeit a bezeichnet. Sie bestimmt den zeitlichen Ablauf von Wärmeausbreitungsvorgängen und dient zur Beurteilung der Wärmespeicherung sowie Feuersicherheit von Werkstoffen.		Die Größe <math>\frac{\lambda}{c_{p}\ \cdot \rho}</math> wird als Temperaturleitzahl oder Temperaturleitfähigkeit a bezeichnet. Sie bestimmt den zeitlichen Ablauf von Wärmeausbreitungsvorgängen und dient zur Beurteilung der Wärmespeicherung sowie Feuersicherheit von Werkstoffen.

	Für den stationären Fall		Für den stationären Fall
Zeile 152:		Zeile 152:
	\|}		\|}

	Die praktische Anwendung der definierten ~~Kenngrößen~~ Wärmeleitfähigkeit <math>\lambda</math>, Temperaturleitzahl a, Wärmeeindringzahl b und Wärmedurchgangszahl U findet sich bei vielen Gegenständen des täglichen Gebrauchs, wie Griffen von beheizten Gebrauchsgütern, Wärmeschutzschilden, aber auch bei der Berechnung von Werkzeugen für die Kunststoffverarbeitung.<br>		Die praktische Anwendung der definierten [[Kenngröße]]n Wärmeleitfähigkeit <math>\lambda</math>, Temperaturleitzahl a, Wärmeeindringzahl b und Wärmedurchgangszahl U findet sich bei vielen Gegenständen des täglichen Gebrauchs, wie Griffen von beheizten Gebrauchsgütern, Wärmeschutzschilden, aber auch bei der Berechnung von Werkzeugen für die Kunststoffverarbeitung.<br>
	Die Wärmeleitfähigkeit fester Stoffe ermittelt man in der Mehrzahl der Fälle in symmetrischen Prüfkörperanordnungen mittels Plattenapparaturen. Der Prüfkörper wird zwischen zwei Plattenpaare gebracht, von denen eines geheizt und das andere gekühlt wird, wodurch ein definiertes Temperaturgefälle entsteht. Zur Verhinderung seitlicher Wärmeverluste ist die Heizplatte von einem Heizring umgeben. Damit erreicht man, dass die in der Heizplatte je Zeiteinheit elektrisch erzeugte Wärmemenge durch die Probenplatte geht und nicht abfließen kann. Die Temperaturdifferenz wird in der Regel mit Thermoelementen zwischen Heiz- und Kühlplatte gemessen. Wichtig ist ein sehr guter Wärmekontakt zwischen den einzelnen Platten und damit ein einwandfreier Wärmeübergang. Dies erreicht man z.B., wenn die gesamte Prüfanordnung zusammengepresst wird oder die Prüfkörperoberflächen mit einer Metallschicht versehen werden. Eine ausführliche Darstellung der Anforderungen an die Messtechnik ist in [2] und [3] enthalten.<br>		Die Wärmeleitfähigkeit fester Stoffe ermittelt man in der Mehrzahl der Fälle in symmetrischen Prüfkörperanordnungen mittels Plattenapparaturen. Der Prüfkörper wird zwischen zwei Plattenpaare gebracht, von denen eines geheizt und das andere gekühlt wird, wodurch ein definiertes Temperaturgefälle entsteht. Zur Verhinderung seitlicher Wärmeverluste ist die Heizplatte von einem Heizring umgeben. Damit erreicht man, dass die in der Heizplatte je Zeiteinheit elektrisch erzeugte Wärmemenge durch die Probenplatte geht und nicht abfließen kann. Die Temperaturdifferenz wird in der Regel mit Thermoelementen zwischen Heiz- und Kühlplatte gemessen. Wichtig ist ein sehr guter Wärmekontakt zwischen den einzelnen Platten und damit ein einwandfreier Wärmeübergang. Dies erreicht man z. B., wenn die gesamte Prüfanordnung zusammengepresst wird oder die Prüfkörperoberflächen mit einer Metallschicht versehen werden. Eine ausführliche Darstellung der Anforderungen an die Messtechnik ist in [2] und [3] enthalten.<br>
	Prinzipiell unterscheidet man stationäre, quasistationäre und instationäre Prüfverfahren. '''Bild 1''' zeigt am Beispiel des Wärmeleitfähigkeitsmessgerätes „Heat Flow Meter 6891/000“ der Fa. Ceast den schematischen Aufbau eines stationären Prüfsystems.		Prinzipiell unterscheidet man stationäre, quasistationäre und instationäre Prüfverfahren. '''Bild 1''' zeigt am Beispiel des Wärmeleitfähigkeitsmessgerätes „Heat Flow Meter 6891/000“ der Fa. Ceast den schematischen Aufbau eines stationären Prüfsystems.

Zeile 163:		Zeile 163:
	\|}		\|}

	Ein großer Nachteil dieser Messtechnik ist der relativ große Zeitaufwand. Schnell aber mit geringerer Genauigkeit arbeiten die nichtstationären Verfahren, bei denen eine Seite des Prüfkörpers einem Wärmestoß oder einer periodischen Temperaturänderung ausgesetzt ist und diese auf der anderen Seite gemessen wird [4]. Auf der Basis der Anregung mit Laserpulsen wurden in den letzten Jahren verschiedene Geräte entwickelt. Bild zeigt den Aufbau eines solchen Systems am Beispiel des Netzsch LFA 427. Mit diesem Messsystem können Temperaturleitfähigkeiten im Temperaturbereich von - 40 °C <math>\le</math> T <math>\le</math> 2000 °C gemessen werden. Auf der Prüfkörperunterseite wird ein Wärmepuls erzeugt und gleichzeitig misst ein IR-Detektor auf der Prüfkörperoberseite den Temperaturanstieg. Aus der zeitlichen Änderung der Temperatur kann die Temperaturleitfähigkeit ermittelt werden. Die Wärmeleitfähigkeit ergibt sich aus dem Zusammenhang (s. auch Gl. 4):		Ein großer Nachteil dieser Messtechnik ist der relativ große Zeitaufwand. Schnell aber mit geringerer Genauigkeit arbeiten die nichtstationären Verfahren, bei denen eine Seite des Prüfkörpers einem Wärmestoß oder einer periodischen Temperaturänderung ausgesetzt ist und diese auf der anderen Seite gemessen wird [4]. Auf der Basis der Anregung mit Laserpulsen wurden in den letzten Jahren verschiedene Geräte entwickelt. '''Bild 2''' zeigt den Aufbau eines solchen Systems am Beispiel des Netzsch LFA 427. Mit diesem Messsystem können Temperaturleitfähigkeiten im Temperaturbereich von - 40 °C <math>\le</math> T <math>\le</math> 2000 °C gemessen werden. Auf der Prüfkörperunterseite wird ein Wärmepuls erzeugt und gleichzeitig misst ein IR-Detektor auf der Prüfkörperoberseite den Temperaturanstieg. Aus der zeitlichen Änderung der Temperatur kann die Temperaturleitfähigkeit ermittelt werden. Die Wärmeleitfähigkeit ergibt sich aus dem Zusammenhang (s. auch Gl. 4):

	[[Datei:Wärmeleitfähigkleit_2.JPG]]		[[Datei:Wärmeleitfähigkleit_2.JPG]]
Zeile 184:		Zeile 184:
	\|Temperaturleitfähigkeit		\|Temperaturleitfähigkeit
	\|-		\|-
	\|~~<math>\varphi</math>~~		\|ρ
	\|		\|
	\|Dichte		\|Dichte
Zeile 193:		Zeile 193:
	\|}		\|}

	Die Ermittlung der spezifischen Wärme c<sub>p</sub> erfolgt entweder mittels Differential Scanning Calorimetry (DSC) oder direkt während der Temperaturleitfähigkeitsmessung durch den Vergleich des Temperaturverlaufs im Prüfkörper mit dem eines Referenzmaterials bekannter spezifischer Wärme.<br>		Die Ermittlung der spezifischen Wärme c<sub>p</sub> erfolgt entweder mittels [[Differential Scanning Calorimetry\|Differential Scanning Calorimetry (DSC)]] oder direkt während der Temperaturleitfähigkeitsmessung durch den Vergleich des Temperaturverlaufs im Prüfkörper mit dem eines Referenzmaterials bekannter spezifischer Wärme.<br>
	Aufgrund der Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit von zahlreichen molekularstrukturellen Parametern können Wärmeleitfähigkeitsmessungen genutzt werden, Rückschlüsse auf das Verhalten der Kettenmoleküle und der übermolekularen Struktur bei Einwirkung thermischer Energie zu ziehen. Die Ausbreitung der Wärmequellen, elastische Wellen nach Art der Schallwellen, reagiert besonders auf Inhomogenitäten im Makromolekülverbund, wie z.B. geordnete Bereiche, Defektstellen, [[Riss]]e u.a und wird in der modernen zerstörungsfreien Werkstoffprüfung genutzt. <br>		Aufgrund der Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit von zahlreichen molekularstrukturellen Parametern können Wärmeleitfähigkeitsmessungen genutzt werden, Rückschlüsse auf das Verhalten der Kettenmoleküle und der übermolekularen Struktur bei Einwirkung thermischer Energie zu ziehen. Die Ausbreitung der Wärmequellen, elastische Wellen nach Art der Schallwellen, reagiert besonders auf Inhomogenitäten im Makromolekülverbund, wie z. B. geordnete Bereiche, Defektstellen, [[Riss]]e u.a und wird in der modernen zerstörungsfreien [[Werkstoffprüfung]] genutzt. <br>
	Amorphe Thermoplaste verhalten bis zur [[Glastemperatur]] wie anorganisch unterkühlt eingefrorene Gläser und danach wie eine organische Flüssigkeit. Auf Grund der niedrigen [[Dichte]] und des großen Molekülabstandes sollte die Wärmeleitfähigkeit niedrig sein. Teilkristalline Thermoplaste haben infolge der höheren [[Dichte]] und des geringeren Molekülabstandes eine um Größenordnungen bessere Wärmeleitfähigkeit, die sich im schmelzflüssigen Zustand derjenigen der amorphen [[Polymer]]e annähert.		Amorphe [[Thermoplaste]] verhalten bis zur [[Glastemperatur]] wie anorganisch unterkühlt eingefrorene Gläser und danach wie eine organische Flüssigkeit. Auf Grund der niedrigen [[Dichte]] und des großen Molekülabstandes sollte die Wärmeleitfähigkeit niedrig sein. Teilkristalline [[Thermoplaste]] haben infolge der höheren [[Dichte]] und des geringeren Molekülabstandes eine um Größenordnungen bessere Wärmeleitfähigkeit, die sich im schmelzflüssigen Zustand derjenigen der amorphen [[Polymer]]e annähert.<br>
	Ungefüllte oder -verstärkte Duromere unterscheiden sich nicht von den amorphen ~~Thermoplasten~~. In einem heterogenen gefüllten oder verstärkten Kunststoff wird die Wärmeleitfähigkeit in erster Linie durch den Volumenanteil der einzelnen Bestandteile und ihrer Wärmeleitungskoeffizienten bestimmt. Bewitterung, Einwirkung von Lösungsmitteln und mechanische [[Beanspruchung]] können das Polymer angreifen. Irreversible Veränderungen durch chemischen oder physikalischen Abbau bewirken besonders dann eine Verschlechterung der Wärmeleitung, wenn sich [[Riss\|Mikrorisse]] bilden oder wie bei Verbundwerkstoffen Delaminationen auftreten.		Ungefüllte oder -verstärkte [[Duroplaste\|Duromere]] unterscheiden sich nicht von den amorphen [[Thermoplaste]]n. In einem heterogenen gefüllten oder [[Faserverstärkte Kunststoffe\|verstärkten Kunststoff]] wird die Wärmeleitfähigkeit in erster Linie durch den Volumenanteil der einzelnen Bestandteile und ihrer Wärmeleitungskoeffizienten bestimmt. Bewitterung, Einwirkung von Lösungsmitteln und mechanische [[Beanspruchung]] können das [[Polymer]] angreifen. Irreversible Veränderungen durch chemischen oder physikalischen Abbau bewirken besonders dann eine Verschlechterung der Wärmeleitung, wenn sich [[Riss\|Mikrorisse]] bilden oder wie bei [[Prüfung von Verbundwerkstoffen\|Verbundwerkstoffen]] Delaminationen auftreten.

Oluschinski am 23. April 2015 um 12:18 Uhr

2015-04-23T12:18:58Z

← Nächstältere Version		Version vom 23. April 2015, 14:18 Uhr
Zeile 203:		Zeile 203:
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|[1]		\|[1]
	\|Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (~~2011~~) 2. Auflage, S. ~~301 ff.~~ (ISBN 978-3-446-~~42722~~-8; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 12)		\|Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 307–311, (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)
	\|-valign="top"		\|-valign="top"
	\|[2]		\|[2]