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熱伝導率測定


レーザフラシュ法
熱線法(プローブ法)
温度傾斜法(平板比較法)
平板熱流計法

レーザフラッシュ法
金属やセラミックのような熱伝導のよい物質の測定に適しています。
オプションの冶具やソフトを使って、薄膜の熱伝導率の測定や多層材の熱伝導率の測定も可能です。

【測定原理】
レーザフラッシュ法は直径8〜10mm、厚さ0.5〜3mmの円盤状試料にレーザ光を照射し、裏面の温度履歴曲線を解析することにより、熱拡散率α、比熱Cpを求め、次の式から熱伝導率λを求めます。

   λ=α・Cp・ρ  (ρ:密度)

また、熱拡散率αは図1のt1/2(最高温度上昇ΔTmの1/2に達する時間)と厚さLから求めます。
   α=0.1388L2/t1/2

比熱Cpは、室温は標準試料との比較から求めます。
吸収熱量を一定にするために、グラッシーカーボンの受光板を試料に接着して測定し、図1のΔT0(試料からの熱損失を指数関数近似によって補正したときの最高温度上昇)を求め、同様にして求めた標準試料のΔT0と比較して試料の比熱を計算します。
高温での比熱は試料表面をカーボンスプレーで黒化処理して測定した高温と室温のΔT0を比較計算します。


図1


真空理工製熱定数測定 TC-3000


真空理工製熱定数測定 TC-7000


アルバック理工製熱定数測定装置 TC-9000


測定装置 測定温度範囲 測定雰囲気
真空理工製熱定数測定装置 TC-3000 −110〜1000℃ 大気中、真空中、
不活性ガス中(Ar)
真空理工製熱定数測定装置 TC-7000 室温〜1300℃ 大気中、真空中、
不活性ガス中(Ar)
アルバック理工製熱定数測定装置 TC-9000 室温〜1300℃ 大気中、真空中、
不活性ガス中(Ar)



熱線法(プローブ法)
断熱材や粉末などの試料を低温(−150℃)から高温(1300℃)まで測定できます。また専用プローブを用いて液体の測定も可能です。

【測定原理】
無限大の長さの試料内部に無限の長さのヒーター線を通し、定電流を流せば、ヒータ線に発生した熱は周囲に伝導で伝熱します。
このため、ヒータ線の表面温度変化は試料の熱伝導率に依存します。
今、ヒータ線の単位長さの単位時間あたりの放出熱量をH (Watt/m)、時間t 1より時間t 2までのヒータ線の表面温度の上昇をΔθとすると、試料の熱伝導率λは下記のようになります。

      (W/(m・K))

このことより、時間tの対数を横軸に、温度上昇Δθを縦軸にとってプロットすると直線が得られ、この勾配からλが求められます。




アグネ製熱伝導率測定装置 ARC-TC-1000
アグネ製熱伝導率測定装置 ARC-TC-1000

アグネ製熱伝導率測定装置 ARC-TC-1000H
アグネ製熱伝導率測定装置 ARC-TC-1000H

測定装置 測定温度範囲 測定雰囲気
アグネ製熱伝導率測定装置 ARC-TC-1000 −190〜1000℃ 大気中、真空中、
不活性ガス中
アグネ製熱伝導率測定装置 ARC-TC-1000H 室温〜1200℃ 大気中、不活性ガス中



温度傾斜法(平板比較法)
【測定原理】
次の式で表されます。

   λ=λr(dT/dx)r (L/ΔT)

λr:標準試料の熱伝導率
(dT/dx)r:標準試料の温度傾斜
L:試料厚さ
ΔT:試料の上下面の温度差




アグネ製熱伝導率測定装置 ARC-TC-1
アグネ製熱伝導率測定装置 ARC-TC-1

測定装置 測定温度範囲 測定雰囲気
アグネ製熱伝導率測定装置 ARC-TC-1 室温〜200℃ 大気中



平板熱流計法
平板状の断熱材の定常測定法です。JIS-A-1412-2に準拠して断熱材などの測定に用います。熱流束φは熱流計の指示値Qでよみます。

   φ=A・Q

比例定数Aは、K値の判っている標準試料で測定して決定します。

   K=AQ・ΔX/ΔT

ΔX:試料厚さ
ΔT:加熱板と冷却板の温度差




ホロメトリックス社製 Rapid-K
ホロメトリックス社製 Rapid-K

測定装置 測定温度範囲 測定雰囲気
ホロメトリックス社製 Rapid-K 室温〜200℃ 大気中


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