定常法・非定常法による熱伝導率の受託測定

G-0014

熱伝導率測定

定常法(保護熱板法・熱流計法),非定常法(レーザーフラッシュ法・熱線法)

■試験概要

<熱伝導率とは>　

　熱伝導率は、「厚さ1mの板の両端に1℃の温度差がある時、その板の1m²を通して1秒間に流れる熱量」と定義できます。単位は、熱伝導率：λ［W/(m・K)］で示されます。　

<熱伝導率の測定方法>

　熱伝導率の測定方法は、定常法と非定常法に分けられます。

◆定常法

試料に定常的な温度勾配を与え熱伝導率を測定する方法です。試料の片側を高温に反対側を低温にし、試料内の各点の温度測定を実施することで熱伝導率を算出します。

◆非定常法

試料に過渡的な熱流エネルギーを加え、試料の温度応答から熱伝導率を算出する方法です。試料の表面に、時間変化するエネルギーを加え裏面の温度変化を測定し熱伝導率を算出します。

Fig.1 定常法(保護熱板法・熱流計法)　

Fig.2 非定常法(レーザーフラッシュ法・熱線法)

※金属等の熱伝導率の高い物質において測定値がばらつくことがあります。

通常精度：

熱伝導率の高い物質は、定常法が使用できませんので、レーザーフラッシュ法にて熱拡散率及び比熱を求め、物質の密度と掛け合わせ熱伝導率を計算します。この場合、サンプル厚みは34[mm]と厚くし、表面もできるだけ平坦にする事がポイントです。

高精度：

熱拡散率はレーザーフラッシュ法で測定し、比熱はDSCで測定し物質の密度と掛け合わせ熱伝導率を計算すると高精度の測定結果が得られます。DSCで比熱を求める際に必要となるサンプルサイズは、φ6[mm]、厚み1[mm]です。

<測定事例>

　ゼオライト粉体の熱伝導率を熱流計法(HFM法)で測定しました。サンプルは熱伝導率測定に影響が小さい薄いフィルム状の材質で梱包する必要があったため、ポリエチレン製のごみ袋(厚み0.014[mm])を使用してサンプルを梱包しました。ちなみに、今回の熱流計法(HFM法)では1セット、保護熱板法では2セット必要となります。

neturyuukeihounitesokuteisurusanpurunojyoutaitoNETZSCHsyaseiHFM436

　　　　Fig.3 熱流計法にて測定するサンプルの状態とNETZSCH社製/HFM436

Tab.1 測定結果

試料	試料厚さ [mm]	平均温度 [℃]	温度差 [℃]	熱伝導率 [W/(m・K)]
ゼオライト(粉体)	26.4	25.0	20.0	0.045

※高温側：35[℃]、低温側：15[℃]

⇒熱伝導率のご相談に関しては、技術者が無料で対応しますのでお気軽にお問合せください。

■用途・規格

◆JIS A 1412-2
◆粉体、金属、木材、樹脂、断熱材、ゴム、ABS

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