はじめに
熱伝導率は様々な方法で測定することができます。確立され認知されている方法の1つにLFA（レーザーフラッシュ分析）がある。これは主に熱拡散率αを求めるもので、密度ρと比熱容量Specific Heat Capacity (cp)Heat capacity is a material-specific physical quantity, determined by the amount of heat supplied to specimen, divided by the resulting temperature increase. The specific heat capacity is related to a unit mass of the specimen.cpのデータとともに、式1を用いて熱伝導率λを計算することができます。
したがって、LFAを使用して熱伝導率を求めるには、異なる特性を合計3回測定する必要があります。しかし、GHFM (Guarded Heat Flow Meter)方式で動作するTCT 716Lambda では、熱伝導率を直接測定することができます。このため、測定の手間が省け、必要な測定値を簡単に得ることができます。
PEEK（ポリエーテルエーテルケトン）
PEEK（ポリエーテルエーテルケトン）は高融点ポリマーであり、高性能熱可塑性プラスチックである。その優れた耐性により、PEEKは熱的、化学的に不利な条件下で高荷重に耐えなければならない場合によく使用されます。用途例としては、航空宇宙、医療技術、化学産業などが挙げられます。
測定条件
以下の測定はPEEKで行った。すべてのサンプルは太めのロッドから作製した。
- 直径51 mm、厚さ3 mmの2つのサンプルについて、TCT 716Lambda を用いて熱伝導率を測定。
- 直径12.7mm、厚さ2mmの2種類の試料について、LFA 467HyperFlash を用いて熱拡散率を測定。
- LFAサンプルの浮力法による室温での密度の測定。
- DSC 204F1 Phoenix® 直径4mm、厚さ1mmの2種類の試料を用いた比熱容量の測定。
測定結果
図1は、TCTによるPEEKの熱伝導率を温度の関数として測定した結果です。青と緑の点または菱形は、2つの異なるTCT装置で2つのPEEKサンプルを25℃から最大250℃まで測定した結果を示しています。熱伝導率は温度の上昇とともに増加する傾向にあります。TCT測定の再現性は最大±2%と良好です。TCT装置は、測定用に溶融シリカで校正した。
図2は、TCTとLFAの測定結果をまとめたものである。オレンジと黄色の十字は、LFAを用いて得られた結果を表している。このため、比熱容量はDSCで、密度は室温で測定した。エラーバー付きの赤い点は、すべての測定の平均値を表す。すべての試験結果は±5％以内である。
概要
TCT 716Lambda を用いれば、熱伝導率の測定は簡単で、測定値を直接求めることができます。LFAのような他の確立された方法との比較では、測定結果の良好な一致と再現性の両方が示されています。