JPH0353149A - 熱伝導率の測定方法及びその装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 本発明は、材料の熱伝導率を測定する方法及びその測定
装置に係り、詳しくは、所定温度に保持された熱源に材
料の一方端を接触させた状態でその他方端面での温度変
化を測定し、その測定結果に基づいて当該材料の熱伝導
率を決定するようにした熱伝導率の測定方法及びその装
置に関する。

［従来の技術］ 材料を利用するに際し、その材料についての熱特性（比
熱、熱伝導率、温度伝導率等〉に関する知識を持つこと
は重要なことである。

特に熱伝導率の測定について注目すると、従来、その測
定法は大きく分けて、定常法と非定常法とに分類される
。定常法は材料の熱流が定常状態に達したところで測定
を行なう方法である。この方法では、安定した定常状態
に達するまで測定を待たねばならず、必然的に測定に要
する時間が長くなる。また、非定常法は材料のある部分
に温度変化を与え、それが他の部分に及ぶ状況を調べて
その材料の熱特性を算出する方法である。この非定常法
によれば温度の変化状況から熱特性を算出するので測定
に要する時間は一般に短くて済む。現在、特に高い精度
を要求ざれないものでは、この非定常法による熱伝導率
測定が広く利用されている。この非定常法として従来か
らオングストローム法（周期的加熱法）、レーザフラッ
シュ法、熱線法くいずれも過渡現象法〉等が知られてい
る。

本願発明者等は、熱伝導率が大きく、熱的な異方性が強
く、更に不均質な材料の製造工程中等において当該材料
の熱特性を効率良く測定する必要性が生じた。

例えば、炭素ｔｍ雑ロービングや炭素繊維クロスのチョ
ップを用いた炭素繊維／炭素複合材料は、束になった炭
素ｉ１１部分とマトリックス部分とからなることから均
質ではなく、しかも成形時のプレスの方向による大きな
異方性を有している。また、この材料の熱伝導率は炭化
後の熱処理温度によって大きく変化し、この種の炭索繊
Ｉ／炭素複合材料は熱伝導率がその使用目的に応じて断
熱材料程度から金属材料程度の大きさに至るまで幅広い
特性のものが作られる。

このような熱的性質を有する材料を対象として熱伝導率
を効率的に上記非定常法に従って測定する場合を考察す
ると、例えば、レーザフラッシュ法は、高熱伝導率材料
の測定には適しているが、測定装置が大ががりになるば
かりでな《、小さな材料（８〜１０ｓφ，１〜３ｊｌｌ
ｔ）しか利用できないので上記複合材料等のような異方
性の大きな材料や不均質な材料の測定には適していない
。

また、近年熱線法が改良、簡便化されて広く利用される
ようにな−ったが、この方法は熱伝導率の高い材料の測
定には必ずしも適していると（よ言えない。例えば、あ
る測定装置ではその測定上限が３〜１０（κｃａｌ／ｗ
ｈ　’Ｃ　）であるとされている。また、改良の提案は
あるものの（　Ｓｈｏｔｈｅｒｍ　ＱＴＨ熱伝導率計：
京都電子工業（株）技術資料゛κｅｌｔｈｅｒｌＱＴＭ
について”、日本機械学会論文集“非定常１ｌｌＩｍ加
熱比較法による固体の熱伝導率測定法″）一般には異方
性の大きい材料を対象とした場合の測定にも問題がある
。

このように高熱伝導率（　５　０　Ｋｃａｌ／ａｈ　’
Ｃ程度〉で異方性が大きく不均質な材料を対象とした場
合、特に適した簡便な測定方法がない実情に鑑み、本願
発明者等は、材料の一方端を所定の温度に保持された熱
源に接触させた状態で他方端面での温度変化を測定し、
その測定結果に基づいて熱伝導率を求めるという簡便な
方法を検討した。

［発明が解決しようとする課題】 上記のように材料の一方端を所定の温度に保持された熱
源に接触させた状態で他方端面での温度変化を測定する
方法としては、従来、例えば、特開昭６２−１　４８８
４５号公報に開示される技術がある。これは、材料の他
方端をも別の熱源に接触させる方法で、本来、定常法に
属ずる技術であるが、熱源と材料との接触抵抗が問題と
なることから、測定の対象は偏平で変形可能な材料に限
られている。

本願発明者が検討した測定方法においても、測定のばら
つきが大きくなる等上記と同様の熱源と材料との接触抵
抗の問題が生じ、この問題に対して熱源と材料との界面
での伝熱抵抗をできるだけ小さくする方法について検討
を重ねたが満足する結果が得られなかった。

そこで、本発明の課題は、高熱伝導率で異方性が大きく
不均質な材料に適したもので、その界面での伝熱抵抗を
その測定段階で特に考慮せずとも正確な熱伝導率を得る
ことができる測定方法及び測定装置を提供することであ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、所定温度に保持された熱源１に材料２の一方
端を接触させた状態でその他方端面での温度変化を測定
し、その測定結果に基づいて当該材料２の熱伝導率を決
定するようにした熱伝導率の測定方法及びその装置を前
提としており、当該測定方法及びその装置において、上
記課題を解決するための技術的手段は、測定方法では，
温度変化の測定結果から温度変化特性を求め、この測定
結果から求められた温度変化特性と、界面の伝熱抵抗及
び熱伝導率を考慮して予め定めた材料の伝熱特性との比
較８＃算より熱伝導率を求めるようにすることである。

また、測定装置では、第１図に示すように、所定温度に
保持された熱源１と、熱源１に材料２の一方端を接触さ
せた状態でその他方端面での温度変化を測定する温度変
化測定手段３とを備え、更に、温度変化測定千段３での
測定結果から温度変化特性を求める特性演算手段４と、
界面の伝熱抵抗及び熱伝導率を考慮して予め定めた材料
の伝熱特性を記憶保持する伝熱特性記憶手段５と、上記
特性演算手段４にて求められた温度変化特性と伝熱特性
記憶手段５に記憶保持された伝熱特性との比較演算によ
り当該材料２の熱伝導率を決定する比較演算手段６とを
備えたものである。

上記界面の伝熱抵抗及び熱伝導率を考慮して定められる
熱伝導特性は、対象となる材料が固定的であれば、その
材料夫々について種々の伝熱抵抗を想定して実験的に定
めたものでもよい。また、この伝熱特性として旧くから
Ｇｕｒｎｅｙ−Ｌｕｒｉｅ　（ガーネ・ルーリー）の線
図として知られる伝熱特性Ｘ−Ｌｎ’ｙ’を用いること
が可能である。このａｕｒｎｅｙ−Ｌｕｒｉｅの線図を
用いることは既存の伝熱特性がそのまま利用できる点で
好ましく、また、この線図はあらゆる材料に適用可能で
あることから材料が異なる毎に利用する伝熱特性を変え
る必要がない点でも好ましい。

ａｕｒｎｅｙ−ｔｕｒ＋ｅの線図は次のようにして定め
られている。

初期温度ｔｏにある厚さ２Ｒの広い平板を急激に温度Ｔ
なる流体中に没入して加熱または冷却を行なう。固体表
面と流体とは、それらの温度差Ｔ−ｔｓに比例した熱量
の授受を行なうと考えると、そのｍ膜伝熱係数をｈとす
るとき、初期及び境界条件は次のようになる。

初期条件：θ＝Ｑ，ｔ＝ｔｏ 境界条件二「＝±Ｒ，（ｄＱ／ｄθ）／Δ＝ｑ／Ａ＝ｆ
ｉ　（Ｔ−ｔｓ　） θ：時間 ｒ：中心からの距離 Ａ：平板の断面積 この条件で非定常伝熱の微分方程式を解くと、次の四つ
の無次元項の関係として解が得られる。

Ｘ−ａｅ／Ｒ２＝　（ｋ／ρｃｐ）（θ／Ｒ２）Ｙ＝　
　（Ｔ−ｔ）／　（Ｔ−ｔｏ　　）ｍ−ｋ／（ｈＲ） ｎ−ｒ／Ｒ α：温度拡散率 ｋ：熱伝導率 ｈ：伝熱係数 このように考えて、平板内各部の温度変化の様子を計算
した結果がＧｕｒｎｅｙ−Ｌｕｒｉｅの線図として与え
られている。この解のうちｎ＝ｏの場合についてＨ．Ｃ
．Ｈｏｔｔｅｌが作ったものが第２図に示すようになる
。これは、時間θと熱伝導率ｋｌ．：関するパラメータ
Ｘと温度に関するパラメータＬｎ”ｙ’（Ｌｎ：対数）
とによる伝熱特性Ｘ−ＬｎＹ＠ｍをパラメータとして表
わしたものである。ｍは上式から明らかなように界面の
伝熱抵抗１／ｈに依存するパラメータである。この伝熱
特性は、いずれのｍについてもＸ＞０．５では直線とみ
なすことができる。

上記温度変化の測定結果から求めるべき温度変化特性は
、一般に温度と時間との関係を表わしたものとして表現
されるが、特に、上記のようなＧｕｒｎｅｙ−Ｌｕｒｉ
ｅの線図にて表現された伝熱特性を用いる場合には、そ
れとの比較の対象とする関係から、温度について予め定
めたパラメータＹＩＹｌｌｌ　＝　（Ｔ−ｔｍ　）／　
（丁一ｔｏ）Ｔ：熱源の温度 ｔｍ：測定温度 ｔｏ＝初期温度 と、時間に関するパラメータθとによる温度変化特性θ
−ＬｎＹ■　（１ｎ：自然対数）とする。第３図に示す
ように時間θ１，θ２，θ３，・・・に対して温度がｔ
１，ｔ２，ｔ３，のように変化する場合、この温度変化
の測定結果から得られる当該温度変化特性θ一ＬｎＹは
、第４図に示すように各測定点に対応した点Ｐ１→Ｐ２
→Ｐ３→Ｐ４→Ｐ５・・・から近似される直線状の特性
Ｑとなる。

上記のようにＧｕｒｎｅｙ−Ｌｕｒｉｅの線図にて表現
された伝熱特性Ｘ　−　ＬｎＹを用いた場合の測定装置
では、その比較演算手段６は、具体的に、伝熱特性記憶
手段５に記憶された種々の界面伝熱抵抗（パラメータｍ
）についての伝熱特性Ｘ−ＬｎＹ（第２図に示す各直ｍ
ｌ）から特性演算手段４にて求められた温度変化特性θ
−ＬｎＹ　（第４図に示す直線状特性Ｑ）に相当する一
つの伝熱特性Ｘ−ＬｎＹを特定する特性判定手段と、特
性判定手段にて特定された伝熱特性Ｘ　−　ＬｎＹから
材料２の熱伝導率を決定する熱伝導率演算手段とを備え
たものとなる。

この熱伝導率演算手段は、熱伝導率ｋが温度拡散率αと
の間にα一ｋ／ρＣｐの関係があることから、上記特定
された伝熱特性Ｘ−ＬｎＹから材料２の温度拡散率α＝
ＸＲ２／θを求め、更にこの温度拡散率αから上記関係
（α一ｋ／ρＣｐ）に従って熱伝導率ｋを決定するもの
となる。従って、熱伝導率ｋを決定することと温度拡敗
率αを求めることとは実質的に同じことになる。

この熱伝導率Ｐｓ算手段では、求められたられた温度拡
敗率αから関係式α＝ｋ／ρＣｐに従って熱伝導率ｋを
演算することになるが、ごの際、材料２の比熱Ｃρ及び
密度ρは予め実験的に求めたものでも、また、文献値で
も利用することは可能である。更に、熱源１から材料２
に流入する熱亀を測定する流入熱量測定手段を備え、そ
の測定された流入熱母から演詐される比熱（熱容量）を
熱伝導率演算手段での熱伝導率演算に用いるものは、測
定対象となる材料２そのものについて実測した比熱にて
熱伝導率演算が行なわれることから精度向上の観点から
好ましい。

また、流入熱量測定手段にて測定された流入熱量から得
られる熱特性、例えば、流入熱はそのもの、熱容量、比
熱等を上記演算された熱伝導率と共に出力する機能を備
えることにより、熱伝導率を含めた更に材料の多面的な
熱特性をとらえることが可能となる。

［作用］ 対象となる材料２の一方端を熱源１に接触させ、当該材
Ｆｌ２の他方端面での温度変化を測定し（温度変化測定
手段３）、この温度変化の測定結果から温度変化特性（
第４図のθ−ＬｎＹ特性Ｑ）を求める（特性演算手段４
）。求められた温度変化特性（第４図特性Ｑ〉と、界面
の伝熱抵抗及び熱伝導率を考慮して予め定めた材料の伝
熱特性（第２図のＸ　−　ＬｎＹ特性：伝熱特性記憶手
段５に記憶保持）との比較演算により熱伝導率を求める
（比校演算手段６〉。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第５図は本発明に係る熱伝導率の測定装置の基本構成例
を示す図である。

同図において、１０は測定対象となる角柱形状の材料、
１１は断熱材であり、材料１０がその一端面を露出させ
たかたちで断熱材１１内にセットされている。また、材
料１０の露出面とは逆の面には熱電対等の温度センサ１
５が設けられている。

１２は金属ブロック、１３は金属ブロック１２内に埋設
されたヒーターであり、このヒータ１３によって加熱さ
れた金属ブロック１２が熱源となる。

そして、この熱源となる金属ブロック１２は断熱材１４
にて覆われ、上記材料１０と対向した面だけが露出した
構造となっている。また、金属ブロック１２内には上記
ヒータ１３と共に温度センサ１６が埋設されている。上
記材料１０がセットされる断熱材１１は上下動可能で金
屈ブロック１２，断熱材１４に対して圧接保持される構
造となり、当該圧接保持の状態で材料１０と金属ブロッ
ク１２との間に挟まれるようヒートフラックスセンサ１
日が金属ブロック１２の露出面に固定されている。

更に、２１は温度設定器、２２は温度調整回路であり、
この温度調整回路２２は金属ブロック１２内に設けた温
度センサ１６からの信号に基づく検出温度が温度設定器
２１での設定温度となるようにヒータ１３のオン・オフ
制御を行なっている。２４は起動信号生戒回路であり、
この起動信号生成回路２４は、材料１０がセットされる
断熱材１１表面に設けたスタート接点１９と金属ブロッ
ク１２の背面に設けたスタート接点２０が短絡状態とな
ったときに起動パルスを出力するようになっている。な
お、材料１０の露出面と背面との間の距離はＲとなって
いる。

測定演算の系についてみると、同第５図において、３０
は各種演算及び各部の統轄的な制御を行なうＣＰＬＩ，
３１は各種データ及びプログラム等が記憶されたＲＯＭ
、３２はＣＰＬＩ３０での各種演算結果等を記憶するＲ
ＡＭであり、これらＣＰＬＩ３０，ＲＯＭ３１、ＲＡＭ
３２は夫々バス接続されている。上記材料１０の背面に
設けた編度センサ１５からの検出信号、起動信号生成回
路２４からの起動パルス、ヒートフラックスセンサ１８
からの検出信号が夫々入力インタフエース回路３３を介
してＣＰＵ３０側に取入れられるようになる一方、ＣＰ
Ｕ３０での各種演算データが出力インタフェース３４を
介してプリンタ３５に供給されるようになっている。

上記ＲＯＭ３１に、第２図に示すようなＧｕｒｎｅｙ−
Ｌｕｒｉｅの線図で表現される伝熱特性に関するデータ
が予め格納されており、このＲＯＭ３１が本願発明の構
成要件となる伝熱特性記憶手段を実現している。また、
本願発明の他の構成要件となる特性演算手段、比較演算
手段はＣＰＵ３０の機能として実現され、更に、温度変
化測定手段は、材料１０を熱源となる金属ブロック１２
に圧接保持する機械的構造及び温度センサ１５からの検
出情報に基づいたＣ　Ｐ　ｔＪ　３　０の機能として実
現されている。

上記のような構成の測定装置において、材料１０の熱伝
導率の測定は次のようになされる。

熱源となる金属ブロック１３を温度調整回路２２の制御
により所定温度Ｔに保持した状態で、材料１１をセット
した断熱材１１を金属ブロック１２に圧接保持する。こ
のときスタート接点１つ，２０が短絡状態となって起動
信号生成回路２４から起動パルスが出力される。すると
、ＣＰＬＪ３０はこの起動パルスの出力時点から内部タ
イマの監視を行ない、所定時間毎に温度センサ１５から
の検出信号を検出温度データｔｍとして順次ＲＡＭ３２
に格納してゆく。

この検出温度データｔｍのサンプリングが所定回数（所
定時間）に達すると、ＣＰＵ３１はその時間データθと
検出温度データｔｉに基づいて温度変化特性の演算を行
なう。具体的には、温度データに係るパラメータＹ■ Ｙｍ　＝　（Ｔ−　ｔｍ）／　（Ｔ−　ｔｏ　）ｔｏ：
起動パルス出力時の検出温度デ ータ を各検出温度データｔｍ毎に求め、更に、その自然対数
値ＬｎＹｍを求める。そして、（θｒｐ　，　ＬｎＹｍ
）の各点から最小二乗法により第６図に示すような直線 ＬｎＹ＝ａ−θ十ＬｎＹ　ｏ−（１） に近似させたθ一ＬｎＹの特性Ｑを演算ずる。時間θに
対する温度に係るパラメーＬｎＹの特性、即ち、４度変
化特性θ−ＬｎＹが求められると、この温度変化特性θ
−ＬｎＹ．！＝ＲＯＭ３１に格納された伝熱特性Ｘ−Ｌ
ｎＹ（第２図参照〉との比較演算により熱伝導率が求め
られる。

この比較演算は次のようになされる。

まず、第６図に示す温度変化特性Ｑに相当する伝熱特性
を第２図に示す各直線のいずれかに特定する。

当該温度変化特性Ｑ上の一点、例えば、θ０を上記近似
した（１）式に基づいて θｏ　＝−ＬｎＹｏ　／ａ と算出する。また、他の点、例えば、予め定めたＬｎＹ
０，５に対するθ０，５を θ０，５＝　（　ＬｎＹ　Ｏ．５　−　ＬｎＹ　ｏ　）
　／　ａとして算出する。

一方、パラメータｍをある値ｍｉに仮定し、第７図に示
すように当該パラメータｍｉでの伝熱特性におけるｘＯ
を読出す。なお、このＸＯデータは当該伝熱特性と対応
付けて予め演算され、ＲＯＭ３１内に格納されている。

ぞして、伝熱特性のパラメータＸが時間θと比例関係（
Ｘ＝αθ／Ｒ２）となって、 Ｘ０，５／θ０．５＝ＸＯ／θ０ が成立つことから、上記算出したθ０、θ０５と読出し
たＸＯデータを用いてＸＯ５デークをＸＯ，５−θ０，
５・Ｘｏ／θ０ に従って算出する。ここで、この演算したＸ　Ｏ，５デ
ータと記憶した伝熱特性から導かれる理論値ＸＯ、５と
を比較する。この比較の結果、一致がなされない場合は
、設定するパラメータｍｉを変更して順次同様の演算を
繰り返す。そして、当該ＸＯ，５データが理論値に一致
したとき、そのパラメータｍｉでの伝熱特性が上記温度
変化特性に相当ずるものとして特定される。

このように伝熱特性が特定されると、そのパラメータｍ
ｉがＲＡＭ３２に格納されると共に、例えば、上記θ０
，５データとｘ０．５データからａ−Ｘ０．５Ｒ２／ｉ
．５ に従って温度拡敢係数αが拝出される。

また、ＣＰＵ３０はヒートフラックスセンサ１８からの
検出信号を上記処理の間所定タイミングにてサンプリン
グしており、上記温度測定が終了するまでの積分値から
熱容量が算出され、ＲＡＭ３２内に格納されている。そ
して、同ＲＡＭ３２内に予め格納した当該材料１０の質
量を用いて上記演算した熱容量から比熱Ｃｐを求め、更
に当該材料１０の密度ρデータから α一ｋ／ρＣｐ に従クて熱伝導率ｋを演算する。

なお、上記のように特定されたパラメータｍｉから当該
測定条件での伝熱抵抗１／ｈが１／ｈ　＝ｍｉ　Ｒ／ｋ に従って求められる。

上記のように演算された熱伝導率ｋ及び各種パラメータ
（パラメータｍ１、伝熱抵抗、温度拡敗亭、熱容ｆｉ）
、更にサンプリング温度データ等はＣＰＬＩ３０の指令
に基づいてＲＡＭ３２から読出され、プリンタ３５に供
給される。そして、当該測定終了後に、プリンタ３５か
ら各データのプリントアウトがなされる。

上記の測定法に従って各種材料の温度拡故率αを測定し
た実験値を表１に示す。

この表１において、同じ材料について複数のパラメータ
ｍが与えられているのは、界面に水や油を塗布して伝熱
抵抗を種々変えた条件で測定を行なったものである。そ
の結果は、界面の伝熱抵抗いかんによらずほぼ一致した
温度拡散率αが得られることを示している。

なお、表１において、し．Ｆ．法とあるのは同じ材料を
レーザフラッシュ法により測定した結果であり、また、
文献値は既存のデータから算出したものである。夫々参
考値として記した。

上記のように本実施例によれば、材料を特に小さくする
必要がなく、高熱伝導率で異方性が大きく更に不均質な
材料であっても、熱流方向の平均的な各種データ（熱伝
導率等）を求めることが可能である。

また、特に界面での状態が種々変化してもその測定結果
はほぼ一定となり、測定に際しての材料と熱源の接触面
の状態を細かく管理せずとも正確なデータを得ることが
できるようになる。

更に、上記のような利点と共に次のような利点がある。

■熱流の方向は受熱面からもう一つの面へ一方向である
から、測定値として熱流方向への平均熱伝導率が直接求
まる。

■この方法は直接法に属し、原理的に装置特性の入り込
むところがない。従って標準材料などによる校正の必要
がない。

■材料の断面形状、寸法は測定に影響しない。

熱流方向について断面積さえ均一であれば、形状は角柱
、円柱、いずれでも差支えなく、異形であってもよい。

また、例えば、引張り試験片のようなものをそのまま測
定材料として用いることもできる。

■測定の所要時間が短い。材料の特性や厚さによって測
定所要時間は変化するが、発明者等の実験例では数秒か
ら数十秒のオーダーで充分測定可能であった。

■一つのサンプルの繰り返し測定、あるいは多くのサン
プルの連続測定に適している。材料の前処理など測定準
備のための操作がいらないこと、サンプルの着脱等に特
別な治具を要しないことから、測定前後の操作が簡単で
しかも短時間に繰り返し測定ができる。

上記■■により特に製造工程での材料管理においても容
易に適用できる。

■レーザ・フラッシュ法のように特に高いエネルギーフ
ラックスは必要でない。従って、環境温度に充分近いと
ころで実施でき、温度による影響の大きな材料でも高い
精度の測定が可能である。

なお、上記実施例において、温度変化特性に相当する伝
熱特性を特定する際、第６図、第７図に示すようにθ０
、θ０５の二つの値をもとにして伝熱特性を特定するよ
うにしたが、これ以外にも任意の測定点のデータ（２つ
以上）を用いて特定することが可能である。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、測定結果か
らの温度変化特性と界面の伝熱抵抗及び熱伝導率を考慮
した伝熱特性との比較演算により熱伝導率を求めるよう
にしたため、その界面での伝熱抵抗を測定段階で特に考
慮せずとも正確な熱伝導率を得ることができるようにな
る。また、単に熱源に材料の一方端を接触して測定をお
こなうことから特に材料の大きさに制限がなく、高伝導
率で異方性か゛大きく不均質な材料であっても特に支障
なく測定するとができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る測定装置の構成を示すブロック図
、第２図はＧｕｒｎｅｙ−Ｌｕｒｉｅの線図により表現
された伝熱特性の一例を示す図、第３図は温度の変化の
状態を示す図、第４図は温度変化特性の一例を示す図、
第５図は本発明に係る測定装置の基本構或例を示す図、
第６図は具体的な温度変化特性を示す図、第７図は第２
図のＧｕｒｎｅｙ−Ｌｕｒｉｅの線図の要部を拡大して
示す図である。 ［符号の説明〕 １・・・熱源 ２，１０・・・材料 ３・・・温度変化測定手段 ４・・・特性演算手段 ５・・・伝熱特性記憶手段 ６・・・比較演算手段 １２・・・金属ブロック １３・・・ヒータ １５．１６・・・温度センサ １８・・・ヒートフラックスセンサ ２２・・・温度調整回路 ３０・・・ＣＰＵ ３１・・・ＲＯＭ ３２・・・ＲＡＭ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）所定温度に保持された熱源（１）に材料（２）の
   一方端を接触させた状態でその他方端面での温度変化を
   測定し、その測定結果に基づいて当該材料（２）の熱伝
   導率を決定するようにした熱伝導率の測定方法において
   、 温度変化の測定結果から温度変化特性を求め、この測定
   結果から求められた温度変化特性と、界面の伝熱抵抗及
   び熱伝導率を考慮して予め定めた材料の伝熱特性との比
   較演算により熱伝導率を求めることを特徴とする熱伝導
   率の測定方法。 （２）上記温度変化の特性から求める温度変化特性を、 温度について予め定めたパラメータＹ＿ｍ Ｙ＿ｍ＝（Ｔ−ｔ＿ｍ）／（Ｔ−ｔ＿ｏ） Ｔ：熱源の温度 ｔ＿ｍ：測定温度 ｔ＿ｏ：初期温度 と、時間に関するパラメータθとによる温度変化特性θ
   −Ｌ＿ｎＹ＿ｍ（Ｌ＿ｎ：対数）とし、上記界面の伝熱
   抵抗及び熱伝導率を考慮して予め定めた伝熱特性として
   Ｇｕｒｎｅｙ−Ｌｕｒｉｅ（ガーネ・ルーリー）の線図
   にて表現される伝熱特性Ｘ−Ｌ＿ｎＹを用いたことを特
   徴とする請求項１記載の熱伝導率の測定方法。 （３）所定温度に保持された熱源（１）と、熱源（１）
   に材料（２）の一方端を接触させた状態でその他方端面
   での温度変化を測定する温度変化測定手段（３）とを備
   え、温度変化測定手段（３）での測定結果に基づいて当
   該材料（２）の熱伝導率を決定するようにした熱伝導率
   の測定装置において、 温度変化測定手段（３）での測定結果から温度変化特性
   を求める特性演算手段（４）と、界面の伝熱抵抗及び熱
   伝導率を考慮して予め定めた材料の伝熱特性を記憶保持
   する伝熱特性記憶手段（５）と、 上記特性演算手段（４）にて求められた温度変化特性と
   伝熱特性記憶手段（５）に記憶保持された伝熱特性との
   比較演算より当該材料（２）の熱伝導率を決定する比較
   演算手段（６）とを備えたことを特徴とする熱伝導率の
   測定装置。 （４）上記特性演算手段（４）にて求めるべき温度変化
   特性を、 Ｙ＿ｍ＝（Ｔ−ｔ＿ｍ）／（Ｔ−ｔ＿ｏ） Ｔ：熱源の温度 ｔ＿ｍ：測定温度 ｔ＿ｏ：初期温度 と、時間に関するパラメータθとによる温度変化特性θ
   −Ｌ＿ｎＹ＿ｍ（Ｌ＿ｎ：対数）とすると共に、伝熱特
   性記憶手段（５）に記憶保持すべき伝熱特性を、 Ｇｕｒｎｅｙ−Ｌｕｒｉｅ（ガーネ・ルーリ一）の線図
   にて表現される伝熱特性Ｘ−Ｌ＿ｎＹとし、 比較演算手段（６）は、 伝熱特性記憶手段（５）に記憶保持された種々の界面伝
   熱抵抗についての伝熱特性Ｘ−Ｌ＿ｎＹから特性演算手
   段（４）にて求められた温度変化特性θ−Ｌ＿ｎＹに相
   当する一つの伝熱特性Ｘ−Ｌ＿ｎＹを特定する特性判定
   手段と、 特性判定手段にて特定された伝熱特性Ｘ−Ｌ＿ｎＹから
   材料（２）の熱伝導率を決定する熱伝導率演算手段とを
   備えてなることを特徴とする請求項３記載の熱伝導率の
   測定装置。（５）熱源（１）から材料（２）に流入する
   熱量を測定する流入熱量測定手段を備え、 測定された流入熱量から演算される比熱を上記熱伝導率
   演算手段での当該演算に用いたことを特徴とする請求項
   ４記載の熱伝導率の測定装置。 （６）上記流入熱量測定手段にて測定された流入熱量に
   基づいて求められる熱特性情報を熱伝導率と共に測定結
   果として出力する機能を備えたことを特徴とする請求項
   ５記載の熱伝導率の測定装置。