Refractory materials — Determination of thermal conductivity — Part 2: Hot-wire method (parallel)

ISO 8894-2:2007 describes a hot-wire (parallel) method for the determination of the thermal conductivity of refractory products and materials.

Matériaux réfractaires — Détermination de la conductivité thermique — Partie 2: Méthode du fil chaud (parallèle)

L'ISO 8894-2:2007 spécifie une méthode de détermination de la conductivité thermique des matériaux et produits réfractaires par la méthode du fil chaud (parallèle). Elle s'applique aux produits façonnés denses et isolants, et aux matériaux en poudre et en grains, pour des conductivités thermiques inférieures à 25 W/m·K.

General Information

Status
Published
Publication Date
28-Nov-2007
Technical Committee
Drafting Committee
Current Stage
9093 - International Standard confirmed
Completion Date
06-Sep-2021
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ISO 8894-2:2007 - Refractory materials -- Determination of thermal conductivity
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ISO 8894-2:2007 - Matériaux réfractaires -- Détermination de la conductivité thermique
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Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 8894-2
Second edition
2007-12-15

Refractory materials — Determination of
thermal conductivity —
Part 2:
Hot-wire method (parallel)
Matériaux réfractaires — Détermination de la conductivité thermique —
Partie 2: Méthode du fil chaud (parallèle)




Reference number
ISO 8894-2:2007(E)
©
ISO 2007

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ISO 8894-2:2007(E)
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Published in Switzerland

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ISO 8894-2:2007(E)
Contents Page
Foreword. iv
1 Scope . 1
2 Terms and definitions. 1
3 Principle. 2
4 Apparatus . 2
5 Test pieces . 4
6 Procedure . 5
7 Assessment of results. 7
8 Calculation and expression of results. 7
9 Precision. 9
10 Test report . 9
Annex A (informative) Example of the determination of thermal conductivity. 10
Bibliography . 13

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ISO 8894-2:2007(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 8894-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 33, Refractories.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 8894-2:1990), which has been technically
revised to be technically identical to EN 993-15. The main changes are the following. (Note that the clause
and subclause references given below refer to the 1990 edition.)
The Scope has been revised. It contains all the essential elements of ISO 8894-2:1990 except that the
1 250°C temperature limit has been omitted. In Note 2, reference to fibres has been taken out as current
practice allows measurements on these materials.
Clause 2 Normative references has been deleted because
⎯ sampling for this test is not usually carried out in accordance with ISO 5022, and
⎯ ISO 8894-1 is only referred to in the Scope and not in the method itself.
The definitions given in Clause 3 have been improved and clarified.
The accuracy of temperature measurement of the furnace, given in 5.1, has been reduced to ± 10 K.
Modifications to 5.2 to 5.4 reflect equipment currently in use.
A paragraph has been added to 5.7 to ensure that the container is inert under the test conditions.
Subclause 6.4 and Figure 4 have been modified to allow grooves in one test piece only, for simplicity of
machining. Bedding material has been removed from Figure 4 as it has been found to affect the results due to
heat-transfer modification. A tolerance has been given for surface flatness of the test pieces, so that bedding
material is not required.
Subclause 7.2 has been modified to ensure stability of the hot wire and measurement thermocouple.
Table 1 has been modified to reflect modern equipment and 7.5 has been changed accordingly.
A new Clause 7 has been added between 7.11 and Clause 8 to ensure test accuracy.
iv © ISO 2007 – All rights reserved

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ISO 8894-2:2007(E)
In the equation In Clause 8, V.I has been replaced by P, the rate of energy transfer, as stated in the definitions
in Clause 3.
Annex A has been updated for current practice.
ISO 8894 consists of the following parts, under the general title Refractory materials — Determination of
thermal conductivity:
⎯ Part 1: Hot-wire method (cross-array)
⎯ Part 2: Hot-wire method (parallel)

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 8894-2:2007(E)

Refractory materials — Determination of thermal
conductivity —
Part 2:
Hot-wire method (parallel)
1 Scope
This part of ISO 8894 describes a hot-wire (parallel) method for the determination of the thermal conductivity
of refractory products and materials. It is applicable to dense and insulating shaped products and to powdered
or granular materials (see 6.2), for thermal conductivities of less than 25 W/m·K. The limits are imposed by the
thermal diffusivity of the test material and therefore by the dimensions of the test pieces; higher thermal
conductivities can be measured if larger pieces are used. Electrically conducting materials cannot be
measured.
NOTE 1 The thermal conductivity of products with a hydraulic or chemical bond can be affected by the appreciable
amount of water that is retained after hardening or setting and is released on firing. These materials can therefore require
pretreatment. The nature and extent of such pretreatment, and the period for which the test piece is held at the
measurement temperature as a preliminary to carrying out the test, are details that are outside the scope of this part of
ISO 8894 and are agreed between the parties concerned.
NOTE 2 In general, it is difficult to make measurements on anisotropic materials and the use of this method for such
materials is also agreed between the parties concerned.
2 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
2.1
thermal conductivity
λ
density of heat flow rate divided by the temperature gradient
NOTE Thermal conductivity is expressed in watts per metre kelvin (W/m·K).
2.2
thermal diffusivity
a
thermal conductivity divided by the bulk density times the specific heat capacity
λ
NOTE 1 a=
ρ⋅ c
p
where
λ is the thermal conductivity;
ρ is the bulk density;
c is the specific heat capacity at constant pressure per weight.
p
2 −1
NOTE 2 Thermal diffusivity is expressed in square metres per second (m s ).
© ISO 2007 – All rights reserved 1

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ISO 8894-2:2007(E)
2.3
power
P
rate of energy transfer
NOTE Power is expressed in watts (W).
3 Principle
The hot-wire method (parallel) is a dynamic measuring procedure based on the determination of the
temperature increase against time at a certain location and at a specified distance from a linear heat source
embedded between two test pieces.
The test pieces are heated in a furnace to a specified temperature and maintained at that temperature.
Further local heating is provided by a linear electrical conductor (the hot wire) that is embedded in the test
piece and carries an electrical current of known power that is constant in time and along the length of the test
piece.
A thermocouple is fitted at a specified distance from the hot wire, the thermocouple leads running parallel to
the wire (see Figure 1). The increase in temperature as a function of time, measured from the moment the
heating current is switched on, is a measure of the thermal conductivity of the material from which the test
pieces are made.
4 Apparatus
4.1 Furnace, electrically heated, capable of taking one or more test assemblies (see 5.1) up to a maximum
temperature of 1 250 °C. The temperature at any two points in the region occupied by the test pieces shall not
differ by more than 10 K. The temperature measured on the outside of the test assembly during a test (of
duration about 15 min) shall not vary by more than ± 0,5 K, and shall be known with an accuracy of ± 10 K.
4.2 Hot wire, preferably of platinum or platinum-rhodium, with a minimum length equivalent to that of the
test piece. The voltage taps should be located in the test piece with a length between the taps of about
200 mm known to the nearest ± 0,5 mm.
Both ends of the hot wire are attached to the power source and the voltage taps to the digital multimeter (4.5).
The wires to the power source may also be a continuation of the hot wire itself and shall have the same
diameter as the wire within the assembly. The wires to the digital multimeter shall be of a diameter not greater
than that of the hot wire when within the assembly. Leads outside the assembly shall consist of two or more
tightly twisted wires of 0,5 mm diameter. The current lead connections external to the furnace shall be made
with heavy-gauge cable.
4.3 Power supply, to the hot wire (4.2), which shall be stabilized a.c. or d.c., but preferably a.c., and shall
not vary in power by more than 2 % during the period of measurement.
A power supply to the hot wire of at least 250 W/m is required. This is equivalent to 50 W between the voltage
taps for a distance of 200 mm.
4.4 Differential platinum/platinum-rhodium thermocouple, (Type R: platinum 13 % rhodium/platinum
thermocouple, or Type S: platinum 10 % rhodium/platinum thermocouple, see Table 1) formed from a
measurement thermocouple and a reference thermocouple connected in opposition (see Figure 1). The leads
of the measurement thermocouple shall run parallel to the hot wire at a distance of 15 mm ± 1 mm (see
Figure 2). The output of the reference thermocouple shall be kept stable by placing it between the top outer
face of the upper test piece and a cover of the same material as the test piece (see Figure 1). The diameter of
the measurement thermocouple wires shall be the same as that of the hot wire and the wires of both
thermocouples shall be long enough to extend outside the furnace where connections to the measuring
apparatus shall be made by wire of a different type. The external connections of the thermocouple shall be
isothermal.
An insulating layer may be inserted between the cover and the upper test piece.
NOTE Base-metal thermocouples can be used at temperatures below 1 000 °C.
2 © ISO 2007 – All rights reserved

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ISO 8894-2:2007(E)
Key
1 Cover
2 Reference thermocouple
3 Optional insulating layer
4 Test piece
5 Measurement circuit
6 Measurement thermocouple
7 Test piece
8 Heating circuit
9 Voltage taps

Figure 1 — Location of heating circuit and measurement circuit (differential thermocouple circuit)
Dimensions in millimetres
Key
1 Temperature/time registration device
2 Cover
3 Reference thermocouple
4 Measurement thermocouple
5 Hot wire
6 Voltmeter
7 Ammeter
8 Power source
PQ = Hot-wire measurement length

Figure 2 — Measurement arrangement
© ISO 2007 – All rights reserved 3

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ISO 8894-2:2007(E)
4.5 Digital multimeter, used for measuring the current in the hot wire and the voltage drop across it, and
capable of measuring both to an accuracy of at least ± 0,5 %.
4.6 Data acquisition system, consisting of a temperature-time registration device with a sensitivity of at
least 2 µV/cm or 0,05 µV/digit, or a temperature measurement of 0,01 K or better and with a time resolution
better than 0,5 s.
4.7 Containers, (for use if the test is performed on powdered or granular material), having internal
dimensions equal to those of the solid test assembly specified in Clause 5, so that the test assembly shall
consist of two sections as specified in 5.1. The bottom container shall have four sides and a base, and the top
container shall have four sides only, plus a detachable cover (see Figure 3).
Containers should be of a material that will not react with the test piece at the test temperature and should not
be electrically conducting.
Key
1 Cover
2 Reference thermocouple
3 Containers
4 Measurement thermocouple
5 Hot wire

Figure 3 — Container with hot wire and thermocouple laid on it
5 Test pieces
5.1 Dimensions
Each test assembly shall consist of two identical test pieces, not less than 200 mm × 100 mm × 50 mm in size.
It is recommended that the size of each test piece be 230 mm × 114 mm × 64 mm or
230 mm × 114 mm × 76 mm. Standard-size bricks can then be used as the pieces forming the test assembly,
subject to the requirements of 5.2.
The limits of this method are imposed by the dimensions of the test pieces. With larger test pieces, higher
values of thermal conductivity can be measured. The distance between the hot wire and the thermocouple
should be extended to the same ratio as the test pieces. For example, with a test piece of
230 mm × 180 mm × 95 mm, a thermal conductivity of about 40 W/m·K can be measured.
5.2 Surface flatness
The surfaces of the two test pieces forming the test assembly which are in contact with each other shall, if
necessary, be ground so that the deviation from flatness between two points, not less than 100 mm apart, is
not more than 0,2 mm.
4 © ISO 2007 – All rights reserved

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ISO 8894-2:2007(E)
5.3 Grooves in dense materials
In dense materials, grooves to accommodate the hot wire and the measurement thermocouple shall be
machined in the lower face of the test assembly (see Figure 4). The width and depth of the grooves shall
permit the arrangement shown in Figure 4 to be achieved.
The faces of the test piece shall be parallel to the nearest ± 1 mm.
Dimensions in millimetres

Key
1 Test piece
2 Grooves with hot wire and thermocouple
Figure 4 — Symmetrical embedding of hot wire and thermocouple in test pieces (where required)
6 Procedure
6.1 Arrange the test assembly ready for testing. Place the hot wire (4.2) and the measurement
thermocouple (4.4) between the two test pieces, with the hot wire along the centre-line o
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 8894-2
Deuxième édition
2007-12-15


Matériaux réfractaires — Détermination
de la conductivité thermique —
Partie 2:
Méthode du fil chaud (parallèle)
Refractory materials — Determination of thermal conductivity —
Part 2: Hot-wire method (parallel)




Numéro de référence
ISO 8894-2:2007(F)
©
ISO 2007

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ISO 8894-2:2007(F)
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Publié en Suisse

ii © ISO 2007 – Tous droits réservés

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ISO 8894-2:2007(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Termes et définitions. 1
3 Principe. 2
4 Appareillage . 2
5 Éprouvettes . 5
6 Mode opératoire . 6
7 Interprétation des résultats . 7
8 Calculs et expression des résultats. 7
9 Fidélité . 8
10 Rapport d'essai . 8
Annexe A (informative) Exemple de détermination de la conductivité thermique . 10
Bibliographie . 13

© ISO 2007 – Tous droits réservés iii

---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 8894-2:2007(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 8894-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 33, Matériaux réfractaires.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 8894-2:1990), qui a fait l'objet d'une
révision technique afin d'être identique sur le plan technique à l'EN 993-15. Les principales modifications
apportées sont les suivantes (les renvois donnés ci-après se réfèrent à l'édition 1990).
Le Domaine d'application a été revu. Il comporte tous les éléments essentiels de l'ISO 8894-2:1990 sauf que
la limite de température de 1 250 °C a été omise. Dans la Note 2, la référence aux fibres a été supprimée car
les pratiques actuelles permettent de faire des mesures sur ces matériaux.
L'Article 2 Références normatives a été supprimé parce que:
⎯ l'échantillonnage pour cet essai n'est pas généralement effectué conformément à l'ISO 5022;
⎯ il est fait référence à l'ISO 8894-1 uniquement dans le Domaine d'application et non dans la méthode
elle-même.
Les définitions données dans l'Article 3 ont été améliorées et clarifiées.
La précision du mesurage de la température du four, indiquée en 5.1, a été ramenée à ± 10 K.
Les modifications apportées de 5.2 à 5.4 tiennent compte du matériel utilisé à l'heure actuelle.
Un alinéa a été ajouté en 4.7 pour garantir que le conteneur est inerte dans les conditions d'essai.
Le paragraphe 6.4 et la Figure 4 ont été modifiés pour permettre de pratiquer des rainures dans une seule
éprouvette en vue de simplifier l'usinage. Le matériau d'encastrement (matériau d'essai en poudre) a été
supprimé de la Figure 4, car il a été constaté que ce dernier influe sur les résultats en raison d'une
modification de transfert de chaleur. Une tolérance a été ajoutée pour la planéité des surfaces des
éprouvettes de telle sorte que le matériau d'encastrement (matériau d'essai en poudre) ne soit plus
nécessaire.
Le paragraphe 7.2 a été modifié pour garantir la stabilité du fil chaud et du thermocouple.
iv © ISO 2007 – Tous droits réservés

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ISO 8894-2:2007(F)
Le Tableau 1 a été modifié pour tenir compte du matériel moderne et le paragraphe 7.5 a été modifié en
conséquence.
Un nouvel Article 7 a été ajouté entre 7.11 et l'Article 8 afin de garantir la précision des essais.
Dans l'équation qui figure dans l'Article 8, V·I a été remplacé par P, puissance d'énergie transférée, indiquée
dans les définitions de l'Article 3.
L'Annexe A a été réactualisée pour correspondre aux pratiques courantes.
L'ISO 8894 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Matériaux réfractaires —
Détermination de la conductivité thermique:
⎯ Partie 1: Méthode du fil chaud (croisillon)
⎯ Partie 2: Méthode du fil chaud (parallèle)

© ISO 2007 – Tous droits réservés v

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NORME INTERNATIONALE ISO 8894-2:2007(F)

Matériaux réfractaires — Détermination de la conductivité
thermique —
Partie 2:
Méthode du fil chaud (parallèle)
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 8894 spécifie une méthode de détermination de la conductivité thermique des
matériaux et produits réfractaires par la méthode du fil chaud (parallèle). Elle s'applique aux produits façonnés
denses et isolants, et aux matériaux en poudre et en grains (voir 6.2), pour des conductivités thermiques
inférieures à 25 W/m·K. Ces limites sont imposées par la diffusivité thermique du matériau soumis à l'essai et
donc par les dimensions des éprouvettes; des conductivités thermiques plus élevées peuvent être mesurées
si l'on utilise de plus grandes éprouvettes. Les matériaux électriquement conducteurs ne peuvent pas être
soumis à cette mesure.
NOTE 1 La conductivité thermique des produits liés (liaison chimique ou hydraulique) peut être modifiée par la quantité
d'eau notable retenue après le durcissement ou la prise puis libérée à la cuisson. Ces matériaux peuvent donc nécessiter
un prétraitement; la nature et l'importance de ce prétraitement, ainsi que la durée de maintien de l'éprouvette à la
température de mesure, étant préliminaires à l'exécution de l'essai proprement dit, sont des détails qui ne relèvent pas de
l'objet de la présente partie de l'ISO 8894, et ils devraient faire l'objet d'un accord entre les parties concernées.
NOTE 2 Il est en général difficile de procéder à des mesures sur des matériaux anisotropes et l'application de la
présente méthode à ces matériaux devrait également faire l'objet d'un accord entre les parties concernées.
2 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
2.1
conductivité thermique
λ
quotient de la densité du flux thermique par le gradient de température
NOTE La conductivité thermique est exprimée en watts par mètre kelvin (W/m·K).
2.2
diffusivité thermique
a
conductivité thermique divisée par le produit de la masse volumique par la capacité thermique spécifique
λ
NOTE 1 a =
ρ ⋅ c
p

λ est la conductivité thermique;
ρ est la masse volumique;
c est la capacité thermique spécifique à pression constante par poids.
p
2 −1
NOTE 2 La diffusivité thermique est exprimée en mètres carrés par seconde (m s ).
© ISO 2007 – Tous droits réservés 1

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ISO 8894-2:2007(F)
2.3
puissance
P
puissance d'énergie transférée
NOTE La puissance est exprimée en watts (W).
3 Principe
La méthode du fil chaud (parallèle) est une méthode de mesure dynamique fondé sur la détermination de
l'élévation de la température en fonction du temps en un point donné et à une distance spécifiée d'une source
thermique linéaire encastrée entre deux éprouvettes.
Les éprouvettes sont chauffées dans un four à une température spécifiée et maintenues à cette température.
Un chauffage local ultérieur est fourni par un conducteur électrique linéaire (le fil chaud) encastrée dans
l'éprouvette et transportant un courant électrique de puissance connue stable dans le temps et sur toute la
longueur de l'éprouvette.
Un thermocouple est placé à une distance spécifiée du fil chaud, les branches du thermocouple étant
parallèles au fil (voir Figure 1). L'élévation de la température en fonction du temps, mesurée à partir du
moment du passage du courant électrique, est une mesure de la conductivité thermique du matériau
constituant les éprouvettes.
4 Appareillage
4.1 Four, chauffé électriquement, capable de porter un ou plusieurs dispositifs d'essai (voir 5.1) à une
température maximale de 1 250 °C. La température en deux points quelconques de la zone occupée par les
éprouvettes ne doit pas différer de plus de 10 K. La température mesurée à l'extérieur du dispositif d'essai ne
doit pas varier de plus de ± 0,5 K au cours d'un essai (d'une durée de 15 min environ) et doit être connue
avec une précision de ± 10 K.
4.2 Fil chaud, de préférence en platine ou en platine rhodié, d'une longueur minimale équivalente à celle
de l'éprouvette. Il convient que les bornes de tension soient localisées dans l'éprouvette, avec une longueur
entre les bornes d'environ 200 mm connue à ± 0,5 mm.
Les deux extrémités du fil chaud sont reliées à la source de courant et les bornes de tension à un multimètre
numérique (4.5). Les conducteurs reliés à la source de courant peuvent également être le prolongement du fil
chaud et doivent avoir un diamètre identique à celui du fil chaud à l'intérieur du dispositif d'essai. Les fils reliés
au multimètre numérique ne doivent pas avoir un diamètre supérieur à celui du fil chaud à l'intérieur du
dispositif d'essai. À l'extérieur de ce dispositif, les conducteurs doivent être constitués de deux ou plusieurs
brins, étroitement torsadés, d'un diamètre de 0,5 mm. À l'extérieur du four, les connexions des fils
d'alimentation doivent être réalisées à l'aide de câbles pour courant fort.
4.3 Alimentation, du fil chaud (4.2), qui doit être stabilisée en courant alternatif ou continu mais de
préférence en courant alternatif, et ne doit pas varier en puissance de plus de 2 % au cours de la période de
mesure.
Une alimentation du fil chaud de 250 W/m au moins est nécessaire. Ceci équivaut à 50 W entre les bornes de
tension pour une longueur de 200 mm.
4.4 Thermocouple différentiel en platine/platine-rhodié, (Type R: thermocouple de platine/platine à
13 % de rhodium ou Type S: thermocouple platine/platine à 10 % de rhodium, voir Tableau 1) constitué d'un
thermocouple de mesure et d'un thermocouple de référence connectés en opposition (voir Figure 1). Les brins
du thermocouple de mesure doivent être parallèles au fil chaud à une distance de 15 mm ± 1 mm (voir
Figure 2). Le signal du thermocouple de référence doit être maintenu stable, en plaçant le thermocouple entre
la face extérieure du haut de l'éprouvette supérieure et un couvercle constitué d'un matériau identique à celui
de l'éprouvette (voir Figure 1). Le diamètre des fils du thermocouple de mesure doit être le même que celui du
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fil chaud et les fils des deux thermocouples doivent être assez longs pour que les connexions vers l'appareil
de mesure au moyen de fils de nature différente de celle du thermocouple puissent être réalisées à l'extérieur
du four. Les connexions extérieures des thermocouples doivent être isothermes.
Il est possible d'insérer une couche isolante entre l'éprouvette supérieure et la pièce formant le couvercle.
NOTE Il est possible d'utiliser des thermocouples en métal courant à des températures inférieures à 1 000 °C.
Légende
1 couverture
2 thermocouple de référence
3 couche isolante facultative
4 éprouvette
5 circuit de mesure
6 thermocouple de mesure
7 éprouvette
8 circuit de chauffage
9 bornes de tension

Figure 1 — Positionnement du circuit de chauffage et du circuit de mesure
(circuit du thermocouple différentiel)

4.5 Multimètre numérique, pour la mesure du courant dans le fil chaud et de la différence de potentiel, et
permettant la mesure de ces deux grandeurs avec une précision de ± 0,5 % au moins.
4.6 Système d'acquisition de données, comprenant un dispositif d'enregistrement température/temps,
avec au moins une sensibilité de 2 µV/cm ou de 0,05 µV/digit, ou une mesure de la température à 0,01 K près
ou mieux et avec une résolution du temps meilleure que 0,5 s.
4.7 Conteneurs, (à utiliser si l'essai est effectué sur matériaux en poudres ou en grains), ayant des
dimensions internes égales à celles du dispositif pour éprouvette solide spécifié à l'Article 5 de telle sorte que
le dispositif d'essai soit constitué de deux éléments comme spécifié en 5.1. Le conteneur inférieur doit avoir
quatre côtés et un fond, et le conteneur supérieur seulement quatre côtés et un couvercle amovible (voir
Figure 3).
Il convient que les conteneurs soient constitués d'un matériau qui ne réagisse pas avec l'éprouvette à la
température d'essai et ne soit pas électriquement conducteur.

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Dimensions en millimètres
Légende
1 dispositif d'enregistrement
température/temps
2 couverture
3 thermocouple de référence
4 thermocouple de mesure
5 fil chaud
6 voltmètre
7 ampèremètre
8 source d'énergie électrique
PQ = longueur de mesure du fil chaud

Figure 2 — Dispositif de mesure

Légende
1 couverture
2 thermocouple de référence
3 conteneurs
4 thermocouple de mesure
5 fil chaud

Figure 3 — Conteneur avec le fil chaud et le thermocouple placés au-dessus
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5 Éprouvettes
5.1 Dimensions
Chaque dispositif d'essai doit être constitué de deux éprouvettes identiques mesurant au moins
200 mm × 100 mm × 50 mm.
Il est recommandé que les dimensions de chaque éprouvette soient de 230 mm × 114 mm × 64 mm ou de
230 mm × 114 mm × 76 mm. On peut utiliser des briques de format normalisé comme partie du dispositif
d'essai sous réserve des conditions requises en 5.2.
Les limites de la méthode sont imposées par les dimensions des éprouvettes. On peut déterminer des valeurs
de conductivité thermique plus élevées sur des éprouvettes plus grandes. Il convient d'augmenter la distance
entre le fil chaud et le thermocouple dans le même rapport que les éprouvettes. Par exemple, il est possible
de mesurer une conductivité thermique de 40 W/m·K avec une éprouvette de 230 mm × 180 mm × 95 mm.
5.2 Planéité des surfaces
Les surfaces des deux éprouvettes au contact constituant le dispositif d'essai doivent être rectifiées, si
nécessaire, de façon à obtenir des écarts de planéité de 0,2 mm au plus, entre deux points distant d'au moins
100 mm.
5.3 Rainures pratiquées dans les matériaux denses
Dans les matériaux denses, des rainures destinées à recevoir le fil chaud et le thermocouple de mesure
doivent être pratiquées dans la face inférieure du dispositif d'essai (voir Figure 4). La largeur et la profondeur
des rainures doivent permettre un montage conforme à la Figure 4.
Les faces de l'éprouvette doivent être parall
...

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