熱伝導率測定
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） |
周期加熱法（温度波熱分析法）
数十μm～1mmの樹脂や金属、セラミックスなどの薄膜の測定に適しています。
標準の試料形状は材質にもよりますが□10mm～20mm×厚み10μm～500μmになります。
【測定原理】
周期加熱法は平滑な薄板試料に試料上面に温度波を与え、裏面に伝播したときの位相の遅れ Δθ を測定し（図1）熱拡散率 α を求めます。また、密度 ρ、比熱 Cp がわかれば熱伝導率 λ を求めることもできます。
λ＝α･ρ･Cp
熱拡散率 α は厚さ L の試料に周波数 f を与えたとき、その時の位相の遅れ Δθ を測定し、傾きから求められます。
図1 周期加熱法模式図
（上：試料に温度波を当てた時の様子、中：ヒータ側とセンサー側の温度波、下：周波数と位相の遅れのグラフ）
アイフェイズ製熱拡散率測定装置 1r
| 測定装置 | 測定温度範囲 | 測定雰囲気 |
|---|---|---|
| アイフェイズ製熱拡散率測定装置 1r | 室温 | 大気中 |
【測定例】
当社にて測定したそれぞれの材質での測定データを下表に示します。
| 試料 | 熱拡散率 m2/s |
|---|---|
| ステンレス [SUS304系]（厚み500μm） | 3.74×10-6 |
| ジルコニア [ZrO2]（厚み500μm） | 1.18×10-6 |
| ガラスセラミックス [BCR®-724]（厚み500μm） | 1.88×10-6 |
熱線法（プローブ法）
断熱材や粉末などの試料を低温（－190℃）から高温（1200℃）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-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
| 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
| 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 |