| Zugriffsnummer | 55124 |
| Dokumenttyp | Dissertation |
| Sprache | Deutsch |
| Titel | Messung des spektralen Emissionsgrads und der spezifischen Wärmekapazität im Hochtemperaturbereich bis 2500 K |
| Autor(in); Institution | |
| Quelle/Jahr | (2025), 183 S. |
| Schriftenreihe | PTB-Bericht PTB-Diss-16 |
| Dissertationsvermerk | Dissertation, Technische Universität Berlin, 2025 |
| Herausgeber(in) |
Physikalisch-Technische Bundesanstalt
|
| ISBN | 978-3-944659-48-0 |
| DOI | |
| Berichtsnummer | PTB-Diss-16 |
| Verlag | Braunschweig: Physikalisch-Technische Bundesanstalt |
| Freie Schlagworte | Emissionsgrad ; Induktions Heizung ; Array-Spektrometer ; Graphit ; Wolfram ; Molybdän ; Strahlungsthermometrie ; Laser-Flash-Verfahren |
| Zusammenfassung | Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die dynamische Hochtemperatur-Emissionsgradmessung der PTB wesentlich weiterentwickelt: Der Spektralbereich der bisher monochromatischen Emissionsgradmessung bei 1064 nm wurde auf den Bereich von 500 nm bis 1100 nm erweitert. Weiterhin wurde die Messmethode angepasst, um auch die spezifische Wärmekapazität im Hochtemperaturbereich zu bestimmen. Abschließend wurden die Messverfahren im Rahmen von Vergleichsmessungen im Temperaturbereich bis 2500 K validiert. Bislang zeigte sich, dass die von der Probe reflektierte Infrarotstrahlung des eingesetzten Röhrenofens die erreichbare Messgenauigkeit limitiert, da diese direkt die Temperaturmessung der Probe beeinflusst. Daher wurde ein neues, induktives Heizkonzept entwickelt und realisiert, welches ausschließlich die Probe in gekühlter Umgebung auf bis 2500 K aufheizen kann. Die Reduktion der Hintergrundstrahlung erlaubte die Verwendung eines Array-Spektrometers, um den spektralen Emissionsgrads in einem Spektralbereich von 500 nm bis 1100 nm zu bestimmen. Dazu wurde das Spektrometer umfassend charakterisiert, Streulichteinflüsse untersucht und korrigiert und im Bezug auf dessen spektrale Strahldichteempfindlichkeit kalibriert, sodass ein Unsicherheitsbudget für die Messung der spektralen Strahldichte aufgestellt werden konnte. Darüber hinaus wurde die dynamische Messmethode weiterentwickelt, um erstmalig die spezifische Wärmekapazität zu messen. Hierfür werden Proben mit einer dünnen Graphitschicht überzogen, deren Emissionsgrad und Temperaturbeständigkeit vorab untersucht wurde. Mit Hilfe eines adaptiven Monte-Carlo-Verfahrens wurde die Unsicherheitsbestimmung der verschiedenen Messmethoden grundlegend überarbeitet bzw. erstmalig untersucht und ein Unsicherheitsbudget aufgestellt. Abschließend wurden sowohl die Messung der Wärmekapazität als auch die spektral aufgelöste Emissionsgradmessung durch internationale Vergleichsmessungen an isostatisch gepresstem Graphit, Wolfram und Molybdän validiert. Die Wärmekapazitätsmessung realisiert dabei Standardmessunsicherheiten zwischen 4 % und 8 % bei Temperaturen bis 2300 K. Die erzielte Messunsicherheit für den spektralen Emissionsgrad bis 2500 K lag im Bereich von 3 % bis 12 %. |
| Kostenfreier Zugang | Freier Zugang |
Zitierung
Urban, D. (2025). Messung des spektralen Emissionsgrads und der spezifischen Wärmekapazität im Hochtemperaturbereich bis 2500 K [Dissertation, Technische Universität Berlin, 2025]. Braunschweig: Physikalisch-Technische Bundesanstalt. https://doi.org/10.7795/110.20250618