ГОСТ Р 57943-2017
(ИСО 22007-4:2008)

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПЛАСТМАССЫ

Определение теплопроводности и температуропроводности

Часть 4

Метод лазерной вспышки

Plastics. Determination of thermal conductivity and thermal diffusivity. Part 4. Laser flash method

ОКС 83.120

         83.080.01

Дата введения 2018-06-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" совместно с Автономной некоммерческой организацией "Центр нормирования, стандартизации и классификации композитов" при участии Объединения юридических лиц "Союз производителей композитов" на основе официального перевода на русский язык англоязычной версии указанного в пункте 4 стандарта, который выполнен ТК 497

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 497 "Композиты, конструкции и изделия из них"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 10 ноября 2017 г. N 1733-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 22007-4:2008* "Пластмассы. Определение теплопроводности и температуропроводности. Часть 4. Метод с применением лазерной вспышки" (ISO 22007-4:2008 "Plastics - Determination of thermal conductivity and thermal diffusivity - Part 4: Laser flash method") путем изменения его структуры для приведения в соответствие с правилами, установленными в ГОСТ 1.5-2001 (подразделы 4.2 и 4.3), изменения отдельных фраз, которые выделены в тексте курсивом**, в целях соблюдения норм русского языка и технического стиля изложения, а также для учета особенности объекта и/или аспекта стандартизации, характерных для Российской Федерации.

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей.

** В оригинале обозначения и номера стандартов и нормативных документов приводятся обычным шрифтом, кроме отмеченного в разделе "Предисловие" знаком "**". - Примечание изготовителя базы данных.   

Оригинальный текст невключенных структурных элементов международного стандарта приведен в дополнительном приложении ДА.

Дополнительные положения, включенные в текст стандарта, заключены в рамки. Пояснение причины включения дополнительных положений приведено в примечании.

Исключение стандарта ИСО 22007-1 и документа ИСО/МЭК Guide 98-3 обусловлено тем, что в Российской Федерации на национальном уровне нет аналогичных стандартов, а также в связи с тем, что они носят справочный характер.

Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой указанного международного стандарта приведено в дополнительном приложении ДБ.

Ссылка на ИСО 291 заменена ссылкой на соответствующий межгосударственный стандарт. Сведения о соответствии ссылочного межгосударственного стандарта международному стандарту, использованному в качестве ссылочного в примененном международном стандарте, приведены в дополнительном приложении ДВ.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации"**. Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

     1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт устанавливает метод определения коэффициента температуропроводности и теплопроводности тонкого сплошного диска из пластмассы в направлении его толщины методом лазерной вспышки. Метод основан на измерении подъема температуры на задней поверхности образца, происходящего под действием поглощения короткого импульса энергии на его передней поверхности.

1.2 Настоящий стандарт можно использовать для гомогенных сплошных пластмасс, а также композитов с изотропной или ортотропной структурой. В общем случае, данный стандарт охватывает материалы с коэффициентом температуропроводности в диапазоне 1·10 м/с <<1·10 м/с. Измерения можно проводить в газовой атмосфере или в вакууме в диапазоне температур от 173 К (минус 100°С) до 673 К (плюс 400°С).

Примечание - У негомогенных образцов измеряемые величины могут зависеть от толщины образца.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:

ГОСТ 12423-2013 (ISO 291:2008) Пластмассы. Условия кондиционирования и испытания образцов (проб)

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 ширина импульса , с: Промежуток времени, в течение которого интенсивность лазерного импульса превышает половину ее максимального значения.

3.2 начало отсчета времени , с: Начало лазерного импульса.

3.3 максимальный подъем температуры *, К: Разность между максимальной температурой, достигнутой на задней поверхности образца после прохождения лазерного импульса и его установившейся равновесной температурой до импульса.

________________

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

3.4 время до половины подъема температуры , с: Время от начала отсчета времени до момента, когда температура задней поверхности увеличится на половину значения .

3.5 термограмма: Кривая зависимости температуры от времени для задней поверхности образца.

3.6 толщина , м: Геометрический размер образца для испытаний в направлении измерения теплопередачи.

     4 Сущность метода

Одна сторона плоского образца для испытаний подвергается действию импульса энергии с очень короткой длительностью по сравнению со временем до половины подъема температуры (см. 6.1), а также равномерным пространственным распределением энергии. Подъем температуры в переходном режиме на противоположной стороне (задней поверхности) образца для испытаний регистрируется как функция времени (см. рисунок 1). Коэффициент температуропроводности получают путем сравнения экспериментальной термограммы с теоретической моделью (см. 9).

     
- время; - подъем температуры; а - базовая линия; b - время подъема температуры в переходном режиме; с - время охлаждения

Рисунок 1 - Пример термограммы

     5 Оборудование и материалы

5.1 Общие сведения

Аппаратура должна быть предназначена для получения коэффициента температуропроводности согласно описанию, приведенному в разделе 4, и должна состоять из следующих основных компонентов, изображенных на рисунке 2. Это печь или климатическая камера с держателем образца и прибором для измерения температуры (например, термопара), импульсным излучателем (например, лазер), детектором импульсов, детектором переходных параметров (например, удаленным датчиком измерения температуры в виде детектора инфракрасного излучения) и устройством управления, сбора и анализа данных.

1 - импульсный излучатель; 2 - детектор импульсов; 3 - образец; 4 - печь или климатическая камера; 5 - прибор для измерения температуры; 6 - окна; 7 - детектор переходных параметров (удаленный детектор измерения температуры); 8 - устройство управления, сбора данных и анализа

Рисунок 2 - Схема установки с лазерной вспышкой для измерения коэффициента температуропроводности

5.2 Печь или климатическая камера

5.2.1 Печь или климатическая камера должны отвечать следующим требованиям:

- диапазон температур должен соответствовать температурному диапазону изучаемых материалов, в зависимости от которого температура образца в изотермическом режиме поддерживается с помощью криостата или печи;

- соответствующее устройство должно обеспечивать возможность поддержания температуры испытаний с точностью ±0,5 K как минимум в течение 30 мин;

- прибор для измерения температуры должен обеспечивать возможность измерения температуры в печи с разрешением ±0,1 K и точностью ±0,5 K или выше;

- печь должна быть оснащена двумя окнами: одно прозрачное для длин волн излучения импульса, а другое - прозрачное для рабочего диапазона длин волн детектора инфракрасного излучения;

- при необходимости, для предотвращения окислительной деструкции при нагреве и испытании образца в качестве среды в печи используется вакуум или атмосфера инертного газа. Для проведения криоскопических измерений необходимо принимать меры для предотвращения конденсации воды на окнах.

Примечание - Измерения в вакууме исключают эффекты конвекции.

5.2.2 Держатель образца должен быть сконструирован так, чтобы сводить к минимуму тепловой контакт с образцом и подавлять рассеянный свет, проходящий от лазерного луча до детектора инфракрасного излучения.

5.2.3 Температуру испытаний измеряют при помощи калиброванного прибора для измерения температуры, при этом, предпочтительно, чтобы он находился в контакте с образцом или держателем образца, но при контакте с держателем образца как минимум в пределах 1 мм от образца.

5.2.4 Прибор для измерения температуры должен быть сконструирован так, чтобы существенно не изменять температурное поле, формируемое лазерным импульсом в образце.

5.3 Импульсный излучатель