ISO 19628:2017

Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) — Thermophysical properties of ceramic composites — Determination of specific heat capacity

ISO 19628:2017 describes two methods for the determination of the specific heat capacity of ceramic matrix composites with continuous reinforcements (1D, 2D, 3D). Unidirectional (1D), bi-directional (2D) and tridirectional (XD, with 2 The two methods are: - method A: drop calorimetry; - method B: differential scanning calorimetry. They are applicable from ambient temperature up to a maximum temperature, depending on the method: method A can be used up to 2 250 K, while method B is limited to 1 900 K. NOTE Method A is limited to the determination of an average value of the specific heat capacity over a given temperature range and can give a larger spread of results.

Céramiques techniques — Propriétés thermophysiques des composites céramiques — Détermination de la capacité thermique specifique

L'ISO 19628:2017 décrit deux méthodes pour la détermination de la capacité thermique spécifique des composites à matrice céramique à renforts continus (1D, 2D, 3D). Les matrices sont à renforts unidirectionnels (1D), bidirectionnels (2D) et tridirectionnels (XD, avec 2 Les deux méthodes sont: - méthode A: calorimétrie à chute; - méthode B: calorimétrie différentielle à balayage. Elles sont applicables depuis la température ambiante jusqu'à une température maximale qui dépend de la méthode: la méthode A peut être utilisée jusqu'à 2 250 K, tandis que la méthode B est limitée à 1 900 K. NOTE La méthode A se limite à la détermination d'une valeur moyenne de la capacité thermique spécifique dans un intervalle de température donné et peut conduire à une dispersion importante des résultats.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 24-Apr-2017
• ICS: 81.060.30 - Advanced ceramics
• Technical Committee: ISO/TC 206 - Fine ceramics
• Drafting Committee: ISO/TC 206/WG 4 - Composites
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Due Date: 07-Nov-2024
• Completion Date: 07-Nov-2024

Relations

• Revised: ISO 19628:2024 - Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) — Thermophysical properties of ceramic composites — Determination of specific heat capacity
• Effective Date: 18-Mar-2023

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 19628
First edition
2017-04
Fine ceramics (advanced ceramics,
advanced technical ceramics) —
Thermophysical properties of ceramic
composites — Determination of
specific heat capacity
Céramiques techniques — Propriétés thermophysiques des composites
céramiques — Détermination de la capacité thermique specifique
Reference number
©
ISO 2017
© ISO 2017, Published in Switzerland
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form
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Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Method A – drop calorimetry. 2
4.1 Principle . 2
4.2 Apparatus . 2
4.3 Standard reference materials . 2
4.4 Test specimens . 2
4.5 Calibration of calorimeter . 3
4.5.1 General. 3
4.5.2 Electrical calibration . 3
4.5.3 Calibration using standard reference material . 3
4.6 Test procedures . 3
4.6.1 Test without a crucible . 3
4.6.2 Test with a crucible . 4
4.6.3 Description of test. 4
4.7 Calculations . 5
4.7.1 General. 5
4.7.2 Determination of the calorimetric calibration factor . 5
4.7.3 Determination of mean specific heat capacity C .
p
5 Method B – differential scanning calorimetry . 6
5.1 Principle . 6
5.1.1 General. 6
5.1.2 Stepwise heating method . 6
5.1.3 Continuous heating method . 7
5.2 Apparatus . 8
5.3 Standard reference materials, SRM . 8
5.4 Test specimens . 8
5.5 Temperature calibration . 8
5.6 Test procedure for the determination of C .
p 8
5.6.1 General. 8
5.6.2 Method 1: Measurements requiring the knowledge of the K factor . 9
5.6.3 Method 2: measurements requiring the use of a reference standard
material (SRM) .11
5.7 Calculation of results .14
5.7.1 Method requiring the knowledge of the K factor .14
5.7.2 Method using an SRM .16
6 Test report .17
Annex A (normative) Drop calorimetry – determination of the calibration factor using
standard reference material .18
Annex B (informative) Standard reference material .20
Annex C (informative) Materials for calorimeter calibrations .25
Bibliography .26
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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
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. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: w w w . i s o .org/ iso/ foreword .html
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 206, Fine ceramics.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 19628:2017(E)
Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical
ceramics) — Thermophysical properties of ceramic
composites — Determination of specific heat capacity
1 Scope
This document describes two methods for the determination of the specific heat capacity of ceramic
matrix composites with continuous reinforcements (1D, 2D, 3D).
Unidirectional (1D), bi-directional (2D) and tridirectional (XD, with 2 < x ≤ 3).
The two methods are:
— method A: drop calorimetry;
— method B: differential scanning calorimetry.
They are applicable from ambient temperature up to a maximum temperature, depending on the
method: method A can be used up to 2 250 K, while method B is limited to 1 900 K.
NOTE Method A is limited to the determination of an average value of the specific heat capacity over a given
temperature range and can give a larger spread of results.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 19634, Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) — Ceramic composites —
Notations and symbols
IEC 60584-1, Thermocouples — Part 1: Reference tables
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 19634 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at http:// www .iso .org/ obp
3.1
specific heat capacity
C
p
amount of heat required to raise the temperature of a mass unit of material by 1 K at constant
temperature and pressure
1 dQ
C =
p
mdT
where Q is the heat required for a test-piece of mass m.
3.2
mean specific heat capacity
C
p
amount of heat required to raise the temperature of a mass unit of a material from temperature T to
temperature T at a constant pressure, divided by the temperature increase (T – T ) expressed in K
2 2 1
3.3
representative volume element
RVE
minimum volume which is representative of the material considered
4 Method A – drop calorimetry
4.1 Principle
A test piece is dropped from a conditioning chamber at a constant temperature T to another chamber
at a constant temperature T .
The mean specific heat capacity is determined from the measured amount of heat required to maintain
the temperature constant in the second chamber. Transfer of the test piece shall be done under
conditions as close as possible to adiabatic conditions.
4.2 Apparatus
4.2.1 Drop calorimeter, there are several types of drop calorimeters. They include one (or more)
conditioning chambers and measuring chambers, which can be operated under controlled atmosphere
and which are all equipped with a temperature control system that allows a temperature stability of less
than 1 K.
The conditioning chamber shall have a homogeneous temperature zone size greater than the test
specimen size. The measuring chamber shall have a homogeneous temperature zone of a sufficient
length to accept several specimens and a sufficient thermal inertia to limit the temperature disturbance,
due to the drop.
Heat transfer by radiation during the drop
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 19628
Première édition
2017-04
Céramiques techniques — Propriétés
thermophysiques des composites
céramiques — Détermination de la
capacité thermique specifique
Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) —
Thermophysical properties of ceramic composites — Determination
of specific heat capacity
Numéro de référence
©
ISO 2017
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© ISO 2017, Publié en Suisse
Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée
sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
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ii © ISO 2017 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Méthode A – Calorimétrie à chute . 2
4.1 Principe . 2
4.2 Appareillage. 2
4.3 Matériaux étalons . 3
4.4 Éprouvettes . 3
4.5 Étalonnage du calorimètre . 3
4.5.1 Généralités . 3
4.5.2 Étalonnage électrique . 3
4.5.3 Étalonnage au moyen d’un matériau étalon. 3
4.6 Modes opératoires d’essai . 4
4.6.1 Essai sans encapsulation . 4
4.6.2 Essai avec encapsulation . 4
4.6.3 Description de l’essai . 5
4.7 Calculs . 5
4.7.1 Généralités . 5
4.7.2 Détermination du facteur d’étalonnage du calorimètre . 6
5 Méthode B – Calorimétrie différentielle à balayage . 7
5.1 Principe . 7
5.1.1 Généralités . 7
5.1.2 Méthode par chauffage par paliers . 7
5.1.3 Méthode par chauffage continu . 8
5.2 Appareillage. 8
5.3 Matériaux étalons . 9
5.4 Éprouvettes . 9
5.5 Étalonnage des températures . 9
5.6 Mode opératoire d’essai pour la détermination de C . 9
p
5.6.1 Généralités . 9
5.6.2 Méthode 1: mesures exigeant la connaissance du facteur K . 9
5.6.3 Méthode 2: Mesures exigeant l’utilisation d’un matériau étalon .12
5.7 Calcul des résultats .15
5.7.1 Méthode exigeant la connaissance du facteur K .15
5.7.2 Méthode utilisant un matériau étalon .17
6 Rapport d’essai .18
Annexe A (normative) Calorimètre à chute – Détermination du facteur d’étalonnage en
utilisant un matériau étalon.19
Annexe B (informative) Matériau étalon .21
Annexe C (informative) Matériaux pour l’étalonnage des calorimètres .26
Bibliographie .27
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 (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
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. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: w w w . i s o .org/ iso/ fr/ avant -propos .html
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 206, Céramiques techniques.
iv © ISO 2017 – Tous droits réservés

NORME INTERNATIONALE ISO 19628:2017(F)
Céramiques techniques — Propriétés thermophysiques des
composites céramiques — Détermination de la capacité
thermique specifique
1 Domaine d’application
Le présent document décrit deux méthodes pour la détermination de la capacité thermique spécifique
des composites à matrice céramique à renforts continus (1D, 2D, 3D).
Les matrices sont à renforts unidirectionnels (1D), bidirectionnels (2D) et tridirectionnels (XD,
avec 2 < x ≤ 3).
Les deux méthodes sont:
— méthode A: calorimétrie à chute;
— méthode B: calorimétrie différentielle à balayage.
Elles sont applicables depuis la température ambiante jusqu’à une température maximale qui dépend
de la méthode: la méthode A peut être utilisée jusqu’à 2 250 K, tandis que la méthode B est limitée
à 1 900 K.
NOTE La méthode A se limite à la détermination d’une valeur moyenne de la capacité thermique spécifique
dans un intervalle de température donné et peut conduire à une dispersion importante des résultats.
2 Références normatives
Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des
exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 19634, Céramiques techniques — Composites céramiques — Notations et symboles
IEC 60584-1, Couples thermoélectriques — Partie 1: Spécifications et tolérances en matière de FEM
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 19634 ainsi que les
suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse http:// www .iso .org/ obp
3.1
capacité thermique spécifique
C
p
quantité de chaleur nécessaire pour élever la température de l’unité de masse d’un matériau de 1 K, à
température et pression constantes
1 dQ
C =
p
mdT
où Q est la chaleur nécessaire pour une éprouvette de masse m
3.2
capacité thermique spécifique moyenne
C
p
quantité de chaleur nécessaire pour élever la température de l’unité de masse d’un matériau de
la température T à la température T à pression constante, divisée par l’intervalle de température
1 2
(T − T ) exprimé en K
2 1
3.3
volume élémentaire représentatif
VER
plus petit volume représentatif du matériau considéré
4 Méthode A – Calorimétrie à chute
4.1 Principe
L’éprouvette tombe d’une chambre conditionnée à une température constante T dans une autre
chambre à une température constante T .
La capacité thermique spécifique moyenne est déterminée à partir de la quantité de chaleur mesurée,
nécessaire pour maintenir la température constante dans la seconde chambre. Le transfert de
l’éprouvette doit se faire dans des conditions aussi proches que possible des conditions adiabatiques.
4.2 Appareillage
4.2.1 Calorimètre à chute, dont il existe plusieurs types. Ils comportent une (ou plusieurs) chambres
de conditionnement et de mesure capables de travailler sous atmosphère contrôlée, équipées d’un
système de régulation en température permettant d
...