Evaluation of selected refractories as high temperature thermophysical property calibration materials
1974; Elsevier BV; Volume: 17; Issue: 11 Linguagem: Inglês
10.1016/0017-9310(74)90138-0
ISSN1879-2189
Autores Tópico(s)Thermodynamic and Structural Properties of Metals and Alloys
ResumoTwenty-two materials were screened as candidates for high temperature thermophysical property reference standards. Of these five (alumina, thoria, tungsten and two graphites) were selected for an initial field test program involving six laboratories in the U.S. Thermal conductivity and thermal diffusivity data and physical-chemical stability results on these materials in the temperature range from 500 to 2700°K are presented. Two of the materials, tungsten and an isotropic graphite, were selected for more detailed evaluation in an expanded international measurement program which involved 18 laboratories, 9 in Europe and 9 in the U.S. It was concluded with some qualifications which are described that the thermal conductivity and thermal diffusivity of the graphite were known within ± 10 per cent and ± 6 per cent respectively while for the tungsten the corresponding inaccuracy bound for both properties was ± 5 per cent. Although greater data scatter was observed among the tungsten results, the uncertainty estimates in the thermophysical properties were reduced using high precision electrical resistivity data. The experimental results on graphite and tungsten were found to be consistent based on theoretical considerations. Specific recommendations are given for further experimental and analytical studies with these two calibration materials. Vingt-deux matériaux ont étéétudiés en tant que références pour les propriétés thermophysiques à haute température. Parmi eux, cinq ont été choisis pour un programme d'essai dans six laboratoires des U.S.A. (alumine, thorium, tungstène et deux graphites). On présente les valeurs de la conductivité thermique et de la diffusivité dans le domaine de température allant de 500 à 2700 K, en s'intéressant à la stabilité physico-chimique. Deux de ces matériaux, tungstène et graphite isotrope, ont été retenus pour une évaluation détaillée dans un programme international de mesure qui concerne 18 laboratoires, 9 en Europe et 9 aux U.S.A. On conclut que la conductivité et la diffusivité du graphite sont respectivement connues à ±10 et ± 6 pour cent près, tandis que pour le tungstène l'imprécision sur les deux grandeurs est inférieure à ± 5 pour cent. Bien qu'une dispersion plus grande ait été observée parmi les résultats sur le tungstène, les incertitudes ont été réduites en utilisant des mesures très précises de la résistivitéélectrique. Les résultats expérimentaux sur le graphite et le tungstène sont en accord avec les considérations théoriques. Des recommandations spécifiques sont faites pour des études expérimentales et théoriques sur ces deux matériaux étalons. Es wurden 22 Stoffe auf ihre Eignung als Referenzstoffe für thermophysikalische Stoffwerte bei hohen Temperaturen untersucht. Davon wurden 5 Stoffe (Tonerde, Thorium, Wolfram und zwei Graphitarten) für ein vorläufiges Untersuchungsprogramm an sechs Laboratorien in den USA ausgewählt. Die Wärmeleitfähigkeit, die Temperaturleitfähigkeit und die physikalisch-chemische Stabilität werden im Temperaturbereich von 500 K bis 2700 K angegeben. Zwei dieser Stoffe, Wolfram und isotroper Graphit, wurden für eine weitergehende Untersuchung im Rahmen eines ausgedehnten internationalen Meβprogramms an 18 Laboratonen ausgewählt, wovon sich 9 in Europa und 9 in den USA befinden. Mit einigen Einschränkungen, die beschrieben werden, sind die Wärme- und Temperaturleitfähigkeit von Graphit mit einer Genauigkeit von ± 10% bzw. ± 6% bekannt; bei Wolfram ergab sich für beide Transportgröβen eine Genauigkeit von ± 5%. Obwohl die Meβwerte für Wolfram eine gröβere Streuung aufwiesen, konnten die Transportgröβen unter Verwendung sehr genauer Daten für den elektrischen Widerstand mit guter Genauigkeit angegeben werden. Es zeigte sich, daβ die experimentellen Ergebnisse mit theoretischen Überlegungen in Einklang stehen. Abschlieβend werden einige Empfehlungen für die Fortführung der experimentellen und theoretischen Untersuchung beider Stoffe ausgesprochen. B кa;khcy;e;c;твe; этa;лo;нo;в c; выc;o;кo;тe;мпe;p;a;тy;p;ными тe;плo;физиkhcy;e;c;кими c;вo;йc;твa;ми o;тo;бp;a;ны 22 мa;тe;p;иa;лa;. Пять мa;тe;p;иa;лo;в (a;люминии, тo;p;ий, вo;льфp;a;м и двa; гp;a;фитa;) o;тo;бp;a;ны для иc;c;лe;дo;вa;ний пo; пo;лy;пp;o;мышлe;ннo;й пp;o;гp;a;ммe;, пp;o;вo;димo;й в шe;e;ти a;мe;p;икa;нc;кич лa;бo;p;a;тo;p;ияч. Пp;e;дc;тa;влe;ны дa;нныe; пo; тe;плo;пp;o;вo;днo;c;тй, тe;мпe;p;a;тy;p;o;пp;o;вo;днo;c;ти и физикo;-чимиkhcy;e;c;кo;й c;тa;бильнo;c;ти этич мa;тe;p;иa;лo;в в диa;пa;зo;нe; тe;мпe;p;a;тy;p; o;т 500° дo; 2700°К. Bo;льфp;a;м и изo;тp;o;пный гp;a;фит o;тo;бp;a;ны для o;цe;нки пo; p;a;c;шиp;e;ннo;й мe;ждy;нa;p;o;днo;й пp;o;гp;a;ммe; измe;p;e;ний, пp;o;вo;димo;й в 18 лa;бo;p;a;тo;p;ияч: 9 в Eвp;o;пe; и 9 в c;Шa;. Yc;тa;нo;влe;нo;, khcy;тo; пo;гp;e;щнo;c;ть тe;плo;пp;o;вo;днo;c;ти и тe;мпe;p;a;тy;p;o;пp;o;вo;днo;c;ти гp;a;фитa; c;o;c;тa;вляe;т c;o;o;твe;тc;твe;ннo; ±10% и ± 6% в тo; вp;e;мя кa;к пo;гp;e;щнo;c;ть o;бe;ич вe;лиkhcy;ин для вo;льфp;a;мa; c;o;c;тa;вляe;т ± 5%. Xo;тя нa;блюдa;e;тc;я бo;льшo;й p;a;збp;o;c; дa;нныч пo; вo;льфp;a;мy;, тe;м нe; мe;нe;e; c;низa;e;тc;я нe;o;пp;e;дe;лe;ннo;c;ть тe;Блo;физиkhcy;e;c;кич c;вo;йc;тв зa; c;khcy;e;т иc;пo;льзo;вa;ния тo;khcy;ныч дa;нныч пo; элe;ктp;иkhcy;e;c;кo;й c;o;пp;o;тивляe;мo;c;ти. Na;йдe;нo;, khcy;тo; экc;пe;p;имe;нтa;льныe; дa;нныe; пo; гp;a;фитy; и вo;льфp;a;мy; нe; пp;o;тивo;p;e;khcy;a;т тe;o;p;e;тиkhcy;e;c;ким. 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