Thermophysikalische Eigenschaften

Temperatur- und Wärmeleitfähigkeit

Die Wärme- und Temperaturleitfähigkeit sind die wichtigsten thermophysikalischen Materialparameter für die Beschreibung der Wärmetransporteigenschaften eines Werkstoffes oder Bauteils. Für die exakte Messung der Temperaturleitfähigkeit hat sich die Laser Flash Analyse (LFA) als rasche, vielseitige und genaue Absolutmethode durchgesetzt. Dazu wird bei dieser Methode eine Seite einer Probe mit definierter Dicke mit einem kurzen Laser-Puls erhitzt und der resultierende Temperaturanstieg der Rückseite mittels einer berührungslosen Infrarotmessung ermittelt. Hieraus kann die Temperaturleitfähigkeit des Materials bestimmt werden. Mithilfe einer Referenzprobe kann auch die Wärmekapazität und hieraus bei bekannter Dichte die Wärmeleitfähigkeit des Materials bestimmt werden.

Normen: ASTM E1461, DIN EN 821

Wärmeformbeständigkeit ( HDT ) und Vicat - Erweichungstemperatur (VST)

In vielen Anwendungsbereichen von Kunststoffen steigen die Anforderungen an deren thermische Belastbarkeit. Allerdings gibt es für Kunststoffe keine streng definierte obere Einsatztemperatur. Ein Maß für die Temperaturbelastbarkeit ist die Wärmeformbeständigkeitstemperatur ( HDT ).

Diese wird an einem Probekörper bestimmt,  der unter einer Biegelast steht und in einem Ölbad mit einer Aufheizrate von 2 K/min erwärmt wird. Überschreitet die Verformung eine Randfaserdehnung von 0,2 %, so ist die zu messende Temperatur erreicht.

Nicht anwendbar ist die Methode dann, wenn der Werkstoff zu weich ist, und schon bei Temperaturen unterhalb von 27 °C sich zu stark verformt.

Die Vicat-Erweichungstemperatur ( VST) wird mit einem nadelförmigen Eindringkörper gemessen, der mit einer Prüfkraft von 10 N oder 50 N belastet wird. Der Probekörper wird dabei mit einer definierten Aufheizrate erwärmt. Die Temperatur wird ermittelt, wenn die Nadel eine Eindringtiefe von 1 mm erreicht.

Normen: DIN EN ISO 75, DIN EN ISO 306