こんにちは。ノグッチャンです。

もう年度末ですね。
皆さんお忙しいとは思いますが、頑張って乗り切っていきましょう！

さて、今回のテーマは、
『小さな試料でも熱拡散率測定は可能か？』 です。

このテーマを選んだきっかけは、
「もっと小さな試料で熱拡散率測定をしたい。」
というお客さまの声でした。
この要望になんとか応えたいというのが、出発点です。

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熱拡散率測定には、「サーモウェーブアナライザTA」を使用します。
http://www.bethel-thermal.jp/specification/01/index.html

上記リンクページ内の「測定条件」を見ると、
試料サイズに、最小： 10 × 10 × 0.015 [mm]
とあります。

その理由の一つに、試料台があります。

試料台の最小の穴径がφ9mmなので、
それ以下の小さなサイズの試料の場合、穴から試料が落下してしまいます。
これでは、試料を設置することができません。





何とか解決できないものかと、以下の実験を行いました。

試料台の穴を塞ぐために、「ラップ」を使用します。
「ラップ」は、「サランラップ」や「クレラップ」などの、
私たちの生活で（おもにキッチンで）よく使われる、あの「ラップ」です。
https://ja.wikipedia.org/wiki食品用ラップフィルム/




試料台にラップを貼付した様子。
念のため、耐熱性に優れた「カプトンテープ」を使用して貼り付けました。

さて、この「ラップ」を貼付した試料台。
使い物になるのでしょうか？

この状態で、試料を設置して熱拡散率測定をおこない、
ラップが熱拡散率測定に与える影響を調べてみることにします。


まずは、小さな試料を測定する前に、
大きい試料（□50mm）の熱物性を測定をして
ラップが熱拡散率測定に与える影響を見てみましょう。

測定試料は、Ag, Cu, Moの3種類です。



測定結果は・・・

測定試料	サイズ	熱拡散率 [×10-6m2s-1]		文献値との差
		TA実測値	文献値
Ag	50×50mm	174	174	0.0%
Cu		116	117	▲0.85%
Mo		54.4	54.3	0.18%

※ 文献値は、熱物性ハンドブックによる。
※ 測定方向は垂直方向とした 。



全ての試料で、文献値に近い値を得ることができました。

この結果から、上記物性間の「垂直方向の測定」であれば、
ラップの影響はないと推測することができます。



次は、いよいよ当初の目的である
小さい試料（□5mmのCu）の熱拡散率測定をおこないます。


ラップ上に試料を設置して、測定を開始します。





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！！！


なんと。

レーザー照射開始後すぐに、
試料台に貼り付けていたラップが溶けて、穴が開いてしまいました。　(+o+)




前回と違って、試料が小さくなった分、逃げられる熱が少なくなり
試料の温度が上昇してしまったようです。


では、レーザ出力を控えめにして再挑戦です。

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今度は測定できました。

測定結果は・・・
116 [×10^-6m²s^-1]　と、文献値に近い値となりました。

測定試料	サイズ	レーザ強度 [mW]	熱拡散率 [×10-6m2s-1]		文献値との差
			TA実測値	文献値
Cu	50×50mm	1,500	116	117	▲0.85%
	5×5mm	100	116	117	▲0.85%

※ 文献値は、熱物性ハンドブックによる。
※ 測定方向は垂直方向とした 。



ラップ・・・　意外と使えるヤツかもしれません。
測定時のレーザ出力に注意すれば、ですが。

まだまだ実験段階ではありますが、
いつの日かお客さまへ、ラップではない正規の形で提供できるよう
試行錯誤を重ねてまいります。

今後にご期待ください。


（著：ノグッチャン）