Variable-state methods of measuring the thermal properties of solids

Abstract

Two variable-state methods have been developed which both offer the advantage of producing negligible thermal disturbance in a solid during measurement. The first is a curve-fitting method. It makes use of the fact that the initial temperature rise, due to a constant flux plane heat source, at points within a certain region of a finite solid is essentially the same as that in an infinite solid. Temperature records obtained from such points thus can be analyzed with the assumption of linear heat flow, and used for calculating all thermal properties of the solid. The second is a pulse method. If a hot or cold pulse is applied to a plane surface of a specimen, the rise or drop of temperature at some distance from the surface will pass through a maximum; from the time of the maximum the thermal diffusivity can be calculated. The main advantage of this method is the ease of specimen preparation.Deux m\ue9thodes de mesure des \ue9tats variables ont \ue9t\ue9 mises au point. Toutes les deux offrent l'avantage de produire une perturbation thermique n\ue9gligeable dans les solides, durant les mesures. La premi\ue8re est une m\ue9thode bas\ue9e sur les courbes. Elle utilise le fait que l'augmentation initiale de la temp\ue9rature, due \ue0 une source de chaleur plane \ue0 flux constant, en des points situ\ue9s dans une certaine r\ue9gion d'un solide fini est essentiellement la m\ueame que celle enregistr\ue9 e dans un solide infini. Les temp\ue9ratures enregistr\ue9es en de tels points peuvent ainsi \ueatre analys\ue9es en partant de l' hypoth\ue8se d'un \ue9coulement de chaleur lin\ue9aire et utilis\ue9es pour calculer toutes les propri\ue9t\ue9s thermiques du solide. La seconde est une m\ue9thode d'impulsion. Si une impulsion chaude ou froide est appliqu\ue9e \ue0 la surface plane d'un sp\ue9 cimen l'augmentation ou la diminution de la temp\ue9rature \ue0 une certain distance de la surface traversera un maximum; on peut calculer la diffusivit\ue9 thermique \ue0 partir de la dur\ue9e du maximum. L'avantage primordial de cette m\ue9thode est qu' elle facilite beaucoup la pr\ue9paration des sp\ue9cimens.Peer reviewed: NoNRC publication: Ye