Análise da Expansão Térmica via Dilatometria

Visão Geral

Fonte: J. Jacob Chavez, Ryan T. Davis, e Taylor D. Sparks, Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais, Universidade de Utah, Salt Lake City, UT

A expansão térmica é extremamente importante quando se considera quais materiais serão utilizados em sistemas que experimentam flutuações na temperatura. Uma expansão térmica alta ou baixa em um material pode ou não ser desejável, dependendo da aplicação. Por exemplo, em um termômetro líquido comum, um material com alta expansão térmica seria desejável devido à sua sensibilidade às mudanças de temperatura. Por outro lado, um componente em um sistema que experimenta altas temperaturas, como um ônibus espacial reentrando na atmosfera, precisará de um material que não se expanda e contraa com grandes flutuações de temperatura, a fim de evitar estresses térmicos e fraturas.

Dilatometria é uma técnica usada para medir as dimensões da área, forma, comprimento ou mudança de volume de um material em função da temperatura. Um uso principal para um dilatômetro é o cálculo da expansão térmica de uma substância. As dimensões da maioria dos materiais aumentam quando são aquecidos a uma pressão constante. A expansão térmica é obtida registrando a contração ou expansão em resposta às mudanças de temperatura.

Procedimento
  1. Ligue e configure. Comece alimentando o computador, equilibrando a temperatura da amostra garantindo que esteja em temperatura ambiente (cerca de 20°C) e dilatômetro ligado. Certifique-se de que o sistema de resfriamento está funcionando e o gás nitrogênio está fluindo junto com todos os outros sistemas necessários. O gás nitrogênio precisará ser ligado entre quando o forno estiver ligado e quando a amostra for inserida para testes. A pressão para o gás será específica para o dilatômetro, para o nosso é de 10 psi.
  2. Determine qu

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Resultados

Os resultados dos dilatômetros geralmente incluem dados de temperaturas, comprimentos de expansão e tempo. Diferentes softwares usados em conjunto com dilatômetros podem retornar resultados de diferentes maneiras. Alguns softwares apenas retornam pontos de dados, enquanto outros têm funções de plotagem e outros recursos de análise. O software utilizado no procedimento acima utilizou WorkHorseTM. Este programa retorna dados em um arquivo .txt que pode ser plotado usando um software ...

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Aplicação e Resumo

A dilatometria é uma técnica para medir a expansão térmica dimensional de um material. Frequentemente esse valor é encontrado medindo a mudança de comprimento à medida que um material é aquecido e resfriado. A expansão térmica é quantificada pela mudança de comprimento dividida pelo comprimento inicial. Além da expansão térmica, a técnica oferece insights sobre formação de vagas, mudanças de fase e evolução de deslocamento em resposta aos tratamentos térmicos.

Embora det...

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Tags
Thermal ExpansionDilatometryMaterialTemperature FluctuationMeasurement TechniqueArea ChangeShape ChangeLength ChangeVolume ChangeThermal Expansion CalculationDilatometerMetal SampleLaboratory ExperimentCalipersFurnacePush BarPurge GasOxidation PreventionHeatingPredetermined TemperatureSpecified RateDisplacement SensorCorrection FactorLinear Thermal Expansion

Pular para...

0:07

Overview

0:46

Principles of Dilatometry

2:41

Dilatometry Measurement

6:09

Representative Results

7:52

Applications

9:10

Summary

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