ГОСТ 23630.2-79
Пластмассы. Метод определения теплопроводности

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). - Примечание изготовителя базы данных.

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. 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
, м	0,5-1,0	1,2-2	2-3	3-5	5

1.3. 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. - Примечание изготовителя базы данных.

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

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Обязательное

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

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

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Обязательное

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

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Справочное

Температура, °С	Теплоемкость меди, Дж/кг·К	Теплопроводность, Вт/м·к			Температурный коэффициент термопары К/мВ
		кварцевого оптического стекла	полиметил- метакрилата	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)

ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Рекомендуемое

Темпе- ратура, °С	Раз- меры об- раз- ца мм	Мас- са об- раз- ца, кг	Перепад темпе- ратуры на образце, в делениях шкалы гальва- нометра	Перепад темпе- ратуры на тепло- мере, в делениях шкалы гальва- нометра	Постоянные прибора, опреде- ляемые при градуировке		Теп- лоем- кость меди, Дж/кг·К	Поп- равка на тепло- емкость образца	Темпе- ратур- ный коэффи- циент термо- пары , К/мВ	Темпе- ратура отне- сения изме- ренной тепло- прово- дности, °С	Тепло- провод- ность (), Вт/мК
					, 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