La conduttività termica è un indice fisico intrinseco della guaina della termocoppia, del materiale di riempimento e del filo in lega, che determina la velocità e l'uniformità del trasferimento di calore tra l'acciaio del canale caldo e il nucleo di rilevamento della temperatura interna. La maggior parte dei tecnici si concentra solo sul tipo di termocoppia e sul grado di precisione, ignorando la corrispondenza della conduttività termica, con conseguente efficienza di raccolta del calore incoerente delle sonde multi-cavità, viscosità di fusione sbilanciata tra i canali di flusso e peso del prodotto fluttuante. La catena di conduttività termica delle termocoppie MI a isolamento minerale- è costituita da tre strati: guaina metallica, riempimento di ossido di magnesio e filo in lega termoelettrica, ciascuno strato esercita un'influenza distinta sulla stabilità della temperatura di fusione.
La conduttività termica della guaina in acciaio inossidabile è la prima barriera al trasferimento di calore. 316La guaina in lega di L ha una conduttività termica maggiore rispetto al normale acciaio 304, trasferendo più velocemente il calore superficiale del collettore e dell'ugello al riempimento interno di ossido di magnesio. Guaine a bassa conduttività termica formano strati tampone di calore, facendo sì che la punta di rilevamento catturi temperature di 3-6 gradi inferiori rispetto alla temperatura effettiva dell'acciaio dello stampo, portando il controller ad aumentare continuamente la potenza di riscaldamento e creare un surriscaldamento locale della fusione. Per gli stampi in plastica rinforzata con fibra di vetro e plastica tecnica ad alta-temperatura, si consigliano guaine in lega Hastelloy ad alta conduttività termica per eliminare l'isteresi del trasferimento di calore, garantendo una riflessione in tempo reale-delle variazioni di temperatura del canale di flusso. Le sonde con pareti della guaina ispessite sacrificano la conduttività termica parziale a favore della resistenza all'usura, richiedendo una struttura di compressione a molla per compensare la perdita di calore causata dallo spessore della parete più spesso.
Il riempimento minerale di ossido di magnesio è il mezzo per il trasferimento di calore tra guaina e fili termoelettrici. La polvere di ossido di magnesio compattata ad alta-densità ha un'eccellente conduttività termica e una distribuzione uniforme del calore, pertanto i fili in lega positivo e negativo ricevono una conduzione termica costante senza differenza di temperatura all'interno della sonda. Il riempimento allentato con ampi traferri interni riduce drasticamente la conduttività termica e l'aria agisce come mezzo di isolamento termico, rallentando il trasferimento di calore e generando deviazioni di misurazione. Le termocoppie economiche di bassa-qualità adottano processi di riempimento sfuso per ridurre i tempi di produzione, che è la ragione principale della scarsa conduttività termica e della rapida deriva dopo un utilizzo a breve-termine. Termocoppie qualificate dedicate ai canali caldi implementano la compattazione secondaria ad alta-pressione per aumentare la densità di riempimento e mantenere una conduttività termica stabile durante cicli termici a lungo-termine.
La conduttività termica del filo in lega termoelettrica influisce direttamente sulla velocità di risposta del segnale. I fili K-tipo chromel-alumel presentano conduttività termica e prestazioni termoelettriche bilanciate, diventando lo standard universale per i canali caldi. I fili di ferro costantana di tipo J- presentano una conduttività termica più elevata alle basse temperature, ma i componenti di ferro si ossidano rapidamente sopra i 750 gradi, formando strati di ossido a bassa-conduttività termica-sulla superficie del filo che bloccano il trasferimento di calore e provocano una grave deriva. Le termocoppie di tipo E per plastiche sensibili al calore-a bassa temperatura-hanno una conduttività termica e una sensibilità del segnale più elevate, in grado di catturare istantaneamente piccole fluttuazioni di temperatura di elastomeri fusi a bassa-viscosità.
La conduttività termica senza pari su più sonde in un collettore multi-cavità crea uno squilibrio fatale nella fusione. Se le sonde parziali utilizzano guaine 304 non lucidate a bassa-conduttività termica-e altre adottano sonde 316L lucidate ad alta-conducibilità con identica potenza di riscaldamento, il controller riceve un feedback di temperatura incoerente e fornisce una potenza di riscaldamento non uniforme per ciascuna zona. Alcuni canali di flusso subiscono un degrado della fusione da surriscaldamento, mentre altri hanno una temperatura insufficiente che porta a colpi brevi e linee di saldatura. Quando si equipaggiano stampi multi-cavità, tutte le termocoppie devono adottare materiale di guaina, densità di riempimento e tipo di filo unificati per garantire una conduttività termica costante di ogni punto di rilevamento.
Misure di ottimizzazione per massimizzare la conduttività termica della termocoppia: guaine selezionate in lega ad alta conduttività termica-lucidate a specchio; scegliere sonde MI completamente compattate con isolamento minerale-senza riempimento allentato; installare strutture a baionetta a molla per eliminare la resistenza termica del traferro tra la punta della sonda e l'acciaio dello stampo; pulire regolarmente i depositi di carbonio sulle punte di rilevamento, poiché gli strati di carbonio hanno una conduttività termica estremamente bassa e formano barriere permanenti di isolamento termico. La conduttività termica uniforme di tutti i punti di rilevamento della termocoppia stabilizza la viscosità della fusione attraverso tutti i canali di flusso, garantendo peso, aspetto e tolleranza dimensionale costanti di ciascun prodotto con cavità.
