딜라토미터 (Dilatometer) 실험보고서

1.실험 목적
모든 재료는 하나의 형태에서 다른 형태로 전이하는 물리적 상태의 변화가 일어날 때 혹은 화학적으로 반응이 일어날 때 항상 열이 흡수되거나 방출된다. 이러한 모든 물질의 온도변화에 따른 시료의 제반 거동을 관찰하는 일련의 모든 과정을 통해 재료를 분석하는 것이 열분석이다. 본 실험에서는 Dilatometery를 이용하여 금속의 팽창과 수축의 정도를 파악하고자 한다.

2.이론
2.1열 분석
열 분석(Thermal Analysis)이란, 온도를 일정 프로그램에 따라 변화시키면서 물질 또는 반응 생성물의 어떤 물리적 성질을 온도나 시간의 함수로 측정하는 방법이다. 측정 방법에는 시차주차열량측정(DSC, Differential Scanning Calorimetry), 시차열분석(DTA, Differential Thermal Analysis), 열중량측정(TGA, Thermogravimetric Analysis), 열기계분석(TMA, Thermomechanical Analysis), Dilatometry(DIL, Thermaldilatometry) 등이 있다.

2.2Diltometer 측정원리
DIL(Dilatometery)은 하중이 ‘0’에 가까운 상태에서 측정되는 물질이 프로그램에 의해 조절되는 온도상수에 따른 표면적의 변화를 측정하는 기술이다. 이를 통해서 열팽창계수, 유리 전이점, 연화점 등의 정보를 얻을 수 있다.
기본적인 원리는 LVDT(Linear Variable Displacement Transducer)를 이용한 길이변화의 추적이다. 대부분 수평방향으로 석영튜브에 샘플을 올려놓고 관상로에 넣는다. Pushrod는 샘플에 접촉시켜 놓는다. Pushrod의 반대편에는 LVDT가 연결되어 있어 샘플의 부피가 팽창하면 Pushrod의 이동거리를 LVDT에서 측정한다.

그림 1 – Dilatometer

2.3Thermocouple (열전대)
두 개의 서로 다른 전도성 금속이 결합하여 접점의 온도가 다르면, 기전력이 발생하여 회로에 전류가 흐른다. 열전대는 이러한 기전력을 이용한 온도 측정 센서이다. 본적인 열전대 종류에는 귀금속 열전대, B 열전대, R 열전대, S 열전대, K 열전대, E 열전대, J 열전대, T 열전대 등이 있고, 특수한 열전대로는 N 열전대, 고온 측정용 열전대, 극저온용 열전대 등이 있다.