こんにちは、サーモマンです。

今回は、熱拡散率の測定方法である
■フラッシュ法
■サーモウェーブアナライザTA3

この違いについて、詳しく説明していきたいと思います。



――― フラッシュ法 ―――

加熱源にレーザを使うことから、
『レーザフラッシュ法(以下、LF)』と呼ばれることが多いです。
試料をパルス加熱し、裏面の温度変化を計測します。

得られる信号は、「時間に対する裏面の温度上昇のカーブ」 です。

<LFの測定原理>
LFの原理




――― サーモウェーブアナライザTA3 ―――

サーモウェーブですから温度の波、
つまり、「試料を周期的に加熱し、裏面の温度変化を計測」 します。
こちらも、加熱源にレーザを使います。

得られる信号は、周期加熱信号に対する位相遅れです。
◇厚み方向の場合: 周波数に対する位相遅れの変化
◇面内方向の場合: 距離に対する位相遅れの変化
を用います。(以下、TA)

<TAの測定原理>
TAの原理
(クリックすると拡大表示されます。)




【1】 測定可能な試料の形状(外形)
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
◇ TA: Φ10mm以上であれば形状は問わない。(推奨Φ20mm以上)
◇ LF: 装置に依存する。加熱レーザよりも小さいサイズであることが必要。
     Φ10mmが多いと思います。



【2】 測定可能な試料厚み
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
◇ TA: 純銅(Cu)は、300μm以上
◇ LF: 純銅(Cu)は、1mm以上

TAは比較的薄い試料が測定可能です。
※ 例外があります。



【3】 測定方向
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
◇ TA: 厚み方向と面内方向
◇ LF: 厚み方向

TAは、加熱点と検出点の位置を変化させる機能がついており、
面内方向の測定が可能になっています。



【4】 試料セル
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
◇ TA: 不要
◇ LF: 試料ができるだけ断熱になるような工夫が必要。

周期加熱した温度変化は、すぐに減衰しますので、
あまり低い熱伝導率の試料でなければ、
試料を断熱にしなくても正確に測定することが可能です。



【5】 解析方法
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
◇ TA: 解析方法は現在のところ少ない。
◇ LF: 各種の解析方法が提案され解析方法が確立されている。

LFは以前から装置化されている普及した技術ですので、
多層の解析方法などが充実しています。



【6】 分布測定
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
◇ TA: 測定できる
◇ LF: 測定不可

この違いは、TAの大きな特長です。
先日ご紹介した記事 「どのくらいピンポイントで測定できるか」
http://blog.thermal-measurement.info/archives/51997696.html
空間分解能がポイントになります。




それぞれの装置を、一言で表すと、「確実性のLF、多機能のTA」となるでしょうか?

熱物性計測装置は、たくさんの種類がありますので、
それぞれの特長を生かして使っていきたいですね。


ベテルは、自社商品だけでなく、
最適な熱物性評価ができるようなアドバイスもさせていただいております。
熱物性の測定で迷ったら、いつでもお気軽にご連絡ください。


お問い合わせフォーム
http://www.bethel-thermal.jp/contact/index.html



(著:サーモマン)