JPH0210145A - 熱拡散率測定装置 - Google Patents
熱拡散率測定装置Info
- Publication number
- JPH0210145A JPH0210145A JP16149788A JP16149788A JPH0210145A JP H0210145 A JPH0210145 A JP H0210145A JP 16149788 A JP16149788 A JP 16149788A JP 16149788 A JP16149788 A JP 16149788A JP H0210145 A JPH0210145 A JP H0210145A
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- Japan
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- thermal diffusivity
- light source
- infrared light
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- Pending
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- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は厚さが０．５ｍｍ以下の肉薄の板状試料の、厚
さと直行方向の熱拡散率を求める断続加熱による熱拡散
率測定装置に関するものである。
さと直行方向の熱拡散率を求める断続加熱による熱拡散
率測定装置に関するものである。
近年、エレクトロニクスの技術の進歩にともない、多く
の薄膜材料が利用されるようになり、これらの薄膜材料
の熱的性質を知ることが必要となってきた。
の薄膜材料が利用されるようになり、これらの薄膜材料
の熱的性質を知ることが必要となってきた。
こうした薄膜材料の熱拡散率測定方法及び装置としては
特公昭６０−１５５９５０号公報「断続加熱による熱拡
散率測定方法及び装置」に記載のものが知られている。
特公昭６０−１５５９５０号公報「断続加熱による熱拡
散率測定方法及び装置」に記載のものが知られている。
前記公報記載の熱拡散率測定方法は、厚さが一定の板状
試料の片面の一部を多い部材で覆った状態でその片面に
一定振幅の熱エネルギを交流周波数ｆで断続的に照射し
、試料の被遮蔽部における前記覆い部材の端部からの種
々の距離の点の交流温度Ｔ ａｃを測定し、その距離り
を変数とする交流温度Ｔ ａａ特性線の匂配Ｋを求め、
次式 ％式％） より試料面方向への熱拡散率りを求めることを特徴とし
ている。これに基づいた熱拡散率測定装置の構成第１９
図及び第２図に示す。同図において（１）は厚さが例え
ば０．１〜０．５ｍｍ程度の薄い板状試料で、この試料
（１）の上部には試料（１）の片面の一部を覆う覆い板
（２）を試料（１）の面に沿って移動自在に配置し、更
に覆い板（２）の上部にチョッパ（３）を付設した例え
はタングステンやハロゲンランプのような光源（４）で
構成される熱源が配置されている。チョッパ（３）は第
２図に示すように円弧の中心で回転自在に軸支され、所
定の回転数て回転される半円形板からなっている。（５
）は前記の覆い板（２）と連結されたマイクロメータ、
（６）は覆い板（２）で光源（４）の熱エネルギの照射
から遮蔽される試料（１）の面における、覆い板（２）
の端部からの距離りの点に点溶接した熱電対で、この熱
電対（６）を例えばフォトトランジスタからなるセンサ
（７）の出力を参照信号とするロックイン増幅器（８）
に接続し、このロックイン増幅器（８）により熱電対（
６）の交流出力を増幅するものである。
試料の片面の一部を多い部材で覆った状態でその片面に
一定振幅の熱エネルギを交流周波数ｆで断続的に照射し
、試料の被遮蔽部における前記覆い部材の端部からの種
々の距離の点の交流温度Ｔ ａｃを測定し、その距離り
を変数とする交流温度Ｔ ａａ特性線の匂配Ｋを求め、
次式 ％式％） より試料面方向への熱拡散率りを求めることを特徴とし
ている。これに基づいた熱拡散率測定装置の構成第１９
図及び第２図に示す。同図において（１）は厚さが例え
ば０．１〜０．５ｍｍ程度の薄い板状試料で、この試料
（１）の上部には試料（１）の片面の一部を覆う覆い板
（２）を試料（１）の面に沿って移動自在に配置し、更
に覆い板（２）の上部にチョッパ（３）を付設した例え
はタングステンやハロゲンランプのような光源（４）で
構成される熱源が配置されている。チョッパ（３）は第
２図に示すように円弧の中心で回転自在に軸支され、所
定の回転数て回転される半円形板からなっている。（５
）は前記の覆い板（２）と連結されたマイクロメータ、
（６）は覆い板（２）で光源（４）の熱エネルギの照射
から遮蔽される試料（１）の面における、覆い板（２）
の端部からの距離りの点に点溶接した熱電対で、この熱
電対（６）を例えばフォトトランジスタからなるセンサ
（７）の出力を参照信号とするロックイン増幅器（８）
に接続し、このロックイン増幅器（８）により熱電対（
６）の交流出力を増幅するものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
以上に述べた構成に基づいた熱拡散率測定装置において
は熱源としてハロゲンランプが用いられている。ここで
、ハロゲンランプのスペクトルは第３図に示されるよう
に約１μｍ付近に極大のあるなだらかな分布であり、熱
源としては効率的とは言えない。そのため測定に際して
は試料の熱源側の片面にカーボンを塗布して黒化して熱
の吸収を高める操作が必要とされている。
は熱源としてハロゲンランプが用いられている。ここで
、ハロゲンランプのスペクトルは第３図に示されるよう
に約１μｍ付近に極大のあるなだらかな分布であり、熱
源としては効率的とは言えない。そのため測定に際して
は試料の熱源側の片面にカーボンを塗布して黒化して熱
の吸収を高める操作が必要とされている。
カーボンを塗布して熱拡散率を測定する場合、得られる
熱拡散率ＤＭは、試料及び塗布したカーホンの熱拡散率
を各々Ｄｓ、Ｄｃ、厚さを各々ｄｓ、ｄｃとすると次式
で与えられる。
熱拡散率ＤＭは、試料及び塗布したカーホンの熱拡散率
を各々Ｄｓ、Ｄｃ、厚さを各々ｄｓ、ｄｃとすると次式
で与えられる。
ＤＭ ” （Ｄｓ ｄｓ＋Ｄｃ ｄａ ）
／（ｄｓ＋ ｄｃ）よって、厚さが数１０μｍ程度の
ごく薄い試料では塗布したカーボンの厚さが無視できな
くなり、高分子のように、塗布したカーボンより熱拡散
率の小さい試料の場合、塗布したカーボンの影響により
熱拡散率が大きいために測定されてしまうという欠点が
あった。
／（ｄｓ＋ ｄｃ）よって、厚さが数１０μｍ程度の
ごく薄い試料では塗布したカーボンの厚さが無視できな
くなり、高分子のように、塗布したカーボンより熱拡散
率の小さい試料の場合、塗布したカーボンの影響により
熱拡散率が大きいために測定されてしまうという欠点が
あった。
本発明の目的は、このような系統誤差を生じせしめる試
料の黒化を行わずに熱拡散率の測定を行うことを可能と
する装置を提供することにある。
料の黒化を行わずに熱拡散率の測定を行うことを可能と
する装置を提供することにある。
本発明は、厚さが一定の薄い板状試料の片面の一部を覆
う覆い部材と、この覆い部材の上部から一定振幅の熱エ
ネルギを試料の片面の断続照射する熱源と、試料被遮蔽
部に固着されな熱電対と、覆い部材の端部と温度測定点
との距離を決定するマイクロメータと、熱電対の交流出
力を増幅するロックイン増幅器とから構成された断続加
熱による熱拡散率測定装置において、熱源として赤外光
源を用いることを特徴としている。
う覆い部材と、この覆い部材の上部から一定振幅の熱エ
ネルギを試料の片面の断続照射する熱源と、試料被遮蔽
部に固着されな熱電対と、覆い部材の端部と温度測定点
との距離を決定するマイクロメータと、熱電対の交流出
力を増幅するロックイン増幅器とから構成された断続加
熱による熱拡散率測定装置において、熱源として赤外光
源を用いることを特徴としている。
本発明においては、熱源に赤外光源を用いることにより
試料の加熱効率を高めている。このために熱の吸収を目
的とした試料の黒化を行わなくてよく、熱拡散率測定上
の系統誤差の原因を除くことが出来る。
試料の加熱効率を高めている。このために熱の吸収を目
的とした試料の黒化を行わなくてよく、熱拡散率測定上
の系統誤差の原因を除くことが出来る。
以下、第１図及び第２図を参照して本発明の実施例につ
いて説明する。同図において（１）は厚さが０．５＋ｎ
ｍ以下の薄い板状試料、この試料（１）の上部には試料
（１）の片面の一部を覆う覆い板（２）を試料（１）の
面に沿って移動自在に配置し、更に覆い板（２）の上部
にチョッパ（３）を付設した赤外光源（例えばＹＡＧレ
ーザ、ＣＯ２レーザ等） （４）による熱源が配置され
ている。チョッパ（３）は第２図に示すように円弧の中
心で回転自在に軸支され、所定の回転数で回転される半
円形板がらなっている。（５）は前記覆い板（２）と連
結されたマイクロメータ、（６）は覆い・板（２）で赤
外光源（４）の熱エネルギの照射から遮蔽される試料（
１）の面における、覆い板（２）の端部がら距離りの点
に点溶接しな熱電対で、この熱電対を例えばフォトトラ
ンジスタからなるセンサ（７）の出力を参照信号とする
ロックイン増幅器〈８）に接続し、このロックイン増幅
器（８）により熱電対（６）の交流出力を増幅するもの
である。
いて説明する。同図において（１）は厚さが０．５＋ｎ
ｍ以下の薄い板状試料、この試料（１）の上部には試料
（１）の片面の一部を覆う覆い板（２）を試料（１）の
面に沿って移動自在に配置し、更に覆い板（２）の上部
にチョッパ（３）を付設した赤外光源（例えばＹＡＧレ
ーザ、ＣＯ２レーザ等） （４）による熱源が配置され
ている。チョッパ（３）は第２図に示すように円弧の中
心で回転自在に軸支され、所定の回転数で回転される半
円形板がらなっている。（５）は前記覆い板（２）と連
結されたマイクロメータ、（６）は覆い・板（２）で赤
外光源（４）の熱エネルギの照射から遮蔽される試料（
１）の面における、覆い板（２）の端部がら距離りの点
に点溶接しな熱電対で、この熱電対を例えばフォトトラ
ンジスタからなるセンサ（７）の出力を参照信号とする
ロックイン増幅器〈８）に接続し、このロックイン増幅
器（８）により熱電対（６）の交流出力を増幅するもの
である。
以上、断続加熱による熱拡散率測定装置において、熱源
として赤外光源を用いることにより、試料を黒化せずに
測定することができ、より薄く、熱拡散率の小さな試料
についても正確な熱拡散率測定が可能となる。
として赤外光源を用いることにより、試料を黒化せずに
測定することができ、より薄く、熱拡散率の小さな試料
についても正確な熱拡散率測定が可能となる。
尚、赤外光源にレーザを用いた場合、レーザをパルス発
振させて断続加熱すれば、熱源にはチョッパが不用とな
る。またロックイン増幅器の参照信号に、レーザに供給
するパルス信号を利用すればセンサも不用となる。
振させて断続加熱すれば、熱源にはチョッパが不用とな
る。またロックイン増幅器の参照信号に、レーザに供給
するパルス信号を利用すればセンサも不用となる。
（６）・・・温度プローブ、（７）・・・センサ、（８
）・・・ロックイン増幅器。
）・・・ロックイン増幅器。
Claims (1)
- 厚さが一定の薄い板状試料の片面の一部を覆う覆い部
材と、この覆い部材の上部からの一定振幅の熱エネルギ
を試料の片面に断続照射する熱源と、試料被遮蔽部い固
着された熱電対と、覆い部材の端部と温度測定点との距
離を決定するマイクロメータと、熱電対の交流出力を増
幅するロックイン増幅器とから構成されたことを特徴と
する断続加熱による熱拡散率測定装置において熱源とし
て赤外光源を用いることを特徴とした熱拡散率測定装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16149788A JPH0210145A (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | 熱拡散率測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16149788A JPH0210145A (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | 熱拡散率測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0210145A true JPH0210145A (ja) | 1990-01-12 |
Family
ID=15736193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16149788A Pending JPH0210145A (ja) | 1988-06-28 | 1988-06-28 | 熱拡散率測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0210145A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60155950A (ja) * | 1984-01-19 | 1985-08-16 | Ichiro Hatta | 交流カロリメトリによる熱拡散率測定方法及び装置 |
| JPS6110751A (ja) * | 1984-06-26 | 1986-01-18 | Ichiro Hatta | 交流カロリメトリによる熱拡散率測定方法 |
-
1988
- 1988-06-28 JP JP16149788A patent/JPH0210145A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60155950A (ja) * | 1984-01-19 | 1985-08-16 | Ichiro Hatta | 交流カロリメトリによる熱拡散率測定方法及び装置 |
| JPS6110751A (ja) * | 1984-06-26 | 1986-01-18 | Ichiro Hatta | 交流カロリメトリによる熱拡散率測定方法 |
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