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Characterizing the Thermal Diffusivity of Single, Micrometer-Sized Fibers via High-Resolution Lock-In Thermography

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Tran, Thomas ; Kodisch, Charly ; Schöttle, Marius ; Pech-May, Nelson W. ; Retsch, Markus:
Characterizing the Thermal Diffusivity of Single, Micrometer-Sized Fibers via High-Resolution Lock-In Thermography.
In: The Journal of Physical Chemistry C. Bd. 126 (2022) Heft 32 . - S. 14003-14010.
ISSN 1932-7455
DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.2c04254

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Abstract

Many advanced materials consist of fibers. They are used as nonwovens, fabrics, or in composite materials. Characterization of individual fibers allows us to predict resulting material properties. We present a measurement setup and analysis software to characterize individual, micrometer-sized fibers fast and reliably. The setup is based on the lock-in thermography principle. Thermal diffusivity values of seven reference samples agree very well with previously reported values. We use our setup to investigate critical measurement parameters like excitation frequency, excitation power, pixel size, and fiber orientation. Our results show that fibers with subpixel diameters can be measured even if they are not aligned. However, special care has to be taken to choose an adequate excitation power. Measurements at high intensities can underestimate thermal diffusivity even though the raw data looks reasonable. By automatically measuring at different excitation powers, our setup solves this issue.

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Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Physikalische Chemie I
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Physikalische Chemie I > Lehrstuhl Physikalische Chemie I - Univ.-Prof. Dr. Markus Retsch
Profilfelder > Advanced Fields > Polymer- und Kolloidforschung
Profilfelder > Emerging Fields > Energieforschung und Energietechnologie
Forschungseinrichtungen > Forschungszentren > Bayreuther Institut für Makromolekülforschung - BIMF
Forschungseinrichtungen > Forschungszentren > Bayreuther Zentrum für Kolloide und Grenzflächen - BZKG
Forschungseinrichtungen > Institute in Verbindung mit der Universität > Bayerisches Polymerinstitut (BPI)
Fakultäten
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Profilfelder > Advanced Fields
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Forschungseinrichtungen
Forschungseinrichtungen > Forschungszentren
Forschungseinrichtungen > Institute in Verbindung mit der Universität
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik
Eingestellt am: 03 Nov 2022 08:53
Letzte Änderung: 03 Nov 2022 08:53
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/72638