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（比熱容量（cp）熱容量は材料固有の物理量であり、試験片に供給される熱量をその結果生じる温度上昇で割ることによって決定される。比熱容量は、試料の単位質量に関連している。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。
λ = α・比熱容量（cp）熱容量は材料固有の物理量であり、試験片に供給される熱量をその結果生じる温度上昇で割ることによって決定される。比熱容量は、試料の単位質量に関連している。cp・ρ (式1)
したがって、LFAを使用して熱伝導率を求めるには、異なる特性について合計3回の測定が必要となります。しかし、GHFM(Guarded Heat Flow Meter)方式で動作するTCT 716 Lambda 、熱伝導率を直接測定することができる。これにより、測定の手間が軽減され、ユーザーは必要な測定値を簡単に生成することができます。
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。PEEKはその優れた抵抗により、熱や化学的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。すべての試料は太めのロッドから作製した。
- 直径51mm、厚さ3mmの2つの試料について、TCT 716 Lambda 、熱伝導率を測定。
- 直径12.7 mm、厚さ2 mmの2つの試料について、LFA 467HyperFlash を用いて熱拡散率を測定。
- LFA試料を用いた浮力法による室温での密度の測定。
- による比熱容量の測定。 DSC 204 F1 Phoenix®直径4mm、厚さ1mmの2つの試料を用いた比熱測定。
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を示しています。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試料を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 716 Lambda を使えば、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る。LFAなど他の確立された方法との比較では、測定結果の一致度と再現性の両方が良好であることが示されています。