ГОСТ 23630.2-79
Группа Л08
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ПЛАСТМАССЫ.
Метод определения теплопроводности
Plastics Method for the determination of thermal conductivity
Срок введения с 01.07.1981 г.
до 01.07.1986 г.*
________________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 5-94 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации
(ИУС N 11/12, 1994 год). - .
РАЗРАБОТАН Министерством химической промышленности
ИСПОЛНИТЕЛИ
В.И.Серенков, В.С.Биль, Е.Л.Татевосян, Е.В.Самардуков, М.В.Белостоцкий, Л.Д.Дерюгина
ВНЕСЕН Министерством химической промышленности
Член Коллегии В.Ф.Ростунов
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного Комитета СССР по стандартам от 16 мая 1979 г. N 1735
Настоящий стандарт распространяется на пластмассы с теплопроводностью от 0,1 до 5 Вт/мК и устанавливает метод определения теплопроводности в интервале температур от минус 100 до плюс 400 °С (от 173 до 673 К).
Стандарт не распространяется на ячеистые пластмассы с размером ячеек более 0,1 мм и на пластмассы, размягчающиеся или подвергающиеся деструкции в пределах температур измерения.
Сущность метода состоит в измерении теплового сопротивления образца при монотонном режиме нагрева его при заданных значениях температур испытания.
1. ОТБОР ПРОБ
1.1. Отбор проб, режим и способ изготовления образцов должны быть указаны в нормативно-технической документации на пластмассу.
1.2. Образец для испытания должен быть в форме диска диаметром 15 мм, высотой от 0,5 до 5 мм (черт.1).
Черт.1
Высоту образца () выбирают в зависимости от ожидаемого значения коэффициента теплопроводности () из таблицы.
, Вт/мК | 0,1-0,3 | 0,3-0,5 | 0,5-1,0 | 1,0-2 | более 2 |
| 0,5-1,0 | 1,2-2 | 2-3 | 3-5 | 5 |
, м1.3. Для испытания берут не менее трех образцов.
2. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ
2.1. Аппаратура, материалы, реактивы по ГОСТ 23630.1-79 разд.2. При этом применяют:
прибор ИТ--400 (черт.2-3), основой которого является калориметр;
Черт.2
1 - тепломер; 2 - термопара; 3 - адиабатная оболочка; 4 - прижим; 5 - пружина; 6 - входной патрубок; 7 - корпус; 8 - теплозащитная оболочка; 9 - стержень; 10 - образец; 11 - основание; 12 - нагревательный блок; 13 - выходной патрубок.
Черт.3
образец диаметром 15±0,3, высотой 5±0,1 мм из меди марки M по ГОСТ 859-78* (СТ СЭВ 226-75) для градуировки прибора (см. обязательное приложение 1, 3);
______________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 859-2001. - .
образцовые меры теплопроводности из кварцевого оптического стекла марки КB по ГОСТ 15130-69 или полиметилметакрилата для поверки прибора (см. обязательное приложение 2, 3).
3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ
3.1. Образец взвешивают с погрешностью не более 0,001 г, измеряют высоту и диаметр образца с погрешностью не более 0,01 мм.
3.2. Контактные поверхности образца, основания и стержня (см. черт.3) протирают бензином (спиртом), затем на них наносят тонкий слой кремнийорганической жидкости марки ПФМС-4, если в нормативно-технической документации на пластмассу нет иных указаний.
3.3. Испытуемый образец устанавливают в прибор на тепломер, затем опускают стержень, прижимая его прижимом и пружиной и закрывают калориметр.
4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ
4.1. Проведение испытания по ГОСТ 23630.1-79, разд.4. При этом металлическое ядро калориметра состоит из нагревательного блока, основания, тепломера, стержня из меди и адиабатной оболочки (см. черт.3). При нагреве через каждые 25 °С (температура стержня) измеряют перепады температуры на образце и на тепломере, пропорциональные числу делений шкалы гальванометра.
5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1. Теплопроводность образцов () в Вт/мК для каждой температуры вычисляют по формуле
,
где - высота образца, м;
- тепловое сопротивление образца, м·К/Вт;
- поправка на тепловое расширение образца, которую вычисляют по формуле
,
где - справочное значение коэффициента линейного теплового расширения, град;
- температурный интервал испытания, °К.
5.2. Тепловое сопротивление образца () вычисляют по формуле
,
где - площадь поперечного сечения, м;
- поправка, учитывающая тепловое сопротивление контактов и определяемая из градуировки прибора (см. обязательное приложение 1);
- перепад температуры на образце, число делений шкалы гальванометра;
- перепад температуры на тепломере, число делений шкалы гальванометра;
- коэффициент пропорциональности, характеризующий эффективную тепловую проводимость рабочего слоя тепломера, определяемый из градуировки прибора (см. обязательное приложение 1);
- поправка на теплоемкость образца
.
5.3. Поправку на теплоемкость () вычисляют по формуле
,
где - удельная теплоемкость образца, Дж/кг·К;
- удельная теплоемкость стержня, Дж/кг·К;
- масса образца, кг;
- масса стержня, кг.
5.4. Температуру () в градусах Цельсия, к которой относят измеренное значение теплопроводности, вычисляют по формуле
,
где - температура стержня, °К;
- температурный коэффициент термопары, °К/мВ;
- чувствительность гальванометра, мВ/делений;
- показания гальванометра (деления шкалы).
Пример лабораторной записи указан в рекомендуемом приложении 4.
5.5. За результат испытания принимают среднее арифметическое значение теплопроводности не менее чем трех образцов, допускаемое расхождение между которыми должно быть указано в нормативно-технической документации на пластмассу.
5.6. Результаты испытаний записывают в протокол, который должен содержать следующие данные:
наименование и марку материала;
способ и режим изготовления образцов;
значение теплопроводности при соответствующих температурах испытания в измеренном интервале температур;
дату испытания;
обозначение настоящего стандарта.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Обязательное
ГРАДУИРОВКА ПРИБОРА
1. При градуировке определяют постоянные прибора:
- тепловую проводимость тепломера, Вт/К;
- поправку, учитывающую контактное тепловое сопротивление образца, заделки термопар, динамические погрешности и неидентичность градуировки термопар, К/Вт.
2. В соответствии с настоящим стандартом проводят не менее пяти определений с образцовой мерой из кварцевого оптического стекла марки КB по ГОСТ 15130-69 или полиметилметакрилата. Тепловую проводимость тепломера () вычисляют по формуле
,
где - высота образцовой меры, м;
- площадь поперечного сечения образцовой меры, м;
- коэффициент теплопроводности образцовой меры, измеренный при испытании, Вт/мК;
- перепад температуры на образце, число делений шкалы гальванометра;
- перепад температуры на тепломере, число делений шкалы гальванометра;
- поправка на теплоемкость образца.
За результат принимают среднее арифметическое значение не менее чем из пяти определени
й.
3. В соответствии с настоящим стандартом проводят не менее пяти определений с образцом из меди марки M, покрытым кремнийорганической жидкостью ПФМС-4. Поправку на контактное тепловое сопротивление образца () вычисляют по формуле
,
где - высота образца из меди, м;
- коэффициент теплопроводности меди, Вт/мК.
За результат принимают среднее арифметическое значение не менее чем пяти определений.
4. Тепловую проводимость тепломера () уточняют с учетом среднего значения () по формулам
,
.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Обязательное
ПОВЕРКА ПРИБОРА
Поверка прибора в соответствии с обязательным приложением 2 ГОСТ 23630.1-79, при этом в расчетные формулы подставляют значения теплопроводности соответствующих образцовых мер.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Справочное
СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
Температура, °С | Теплоемкость меди, Дж/кг·К | Теплопроводность, Вт/м·к | Температурный коэффициент термопары К/мВ | ||
кварцевого оптического стекла | полиметил- | меди | |||
Минус 100 | 345 | 1,08 | 0,184 | 407 | Выбирают из паспорта прибора |
Минус 75 | 358 | 1,16 | 0,190 | 401 | |
Минус 50 | 365 | 1,21 | 1,192 | 395 | |
Минус 25 | 373 | 1,27 | 0,193 | 390 | |
0 | 376 | 1,31 | 0,194 | 387 | |
25 | 385 | 1,35 | 0,195 | 384 | |
50 | 392 | 1,38 | 0,196 | 381 | |
75 | 396 | 1,42 | 0,200 | 379 | |
100 | 400 | 1,45 | - | 377 | |
125 | 403 | 1,50 | - | 376 | |
150 | 405 | 1,53 | - | 375 | |
175 | 405 | 1,57 | - | 374 | |
200 | 408 | 1,60 | - | 373 | |
225 | 410 | 1,62 | - | 373 | |
250 | 412 | 1,65 | - | 372 | |
275 | 415 | 1,68 | - | 372 | |
300 | 417 | 1,70 | - | 371 | |
325 | 420 | 1,72 | - | 370 | |
350 | 422 | 1,75 | - | 368 | |
375 | 423 | 1,78 | - | 367 | |
400 | 425 | 1,80 | - | 365 | |
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Рекомендуемое
Темпе- | Раз- | Мас- | Перепад темпе- | Перепад темпе- | Постоянные прибора, опреде- | Теп- | Поп- | Темпе- | Темпе- | Тепло- | |
, Вт/К | , К·м/Вт | ||||||||||
Минус 100 | |||||||||||
Минус 75 | |||||||||||
Минус 50 | |||||||||||
Минус 25 | |||||||||||
0 | |||||||||||
25 | |||||||||||
50 | |||||||||||
75 | |||||||||||
и далее через 25 °С до 400 °С | |||||||||||
Электронный текст документа
и сверен по:
Пластмассы. Методы определения
теплофизических характеристик в интервале
температур от минус 100 до плюс 400 °С:
Сб. ГОСТов. ГОСТ 23630.1-79-ГОСТ 23603.3-79. -
М.: Издательство стандартов, 1979