はじめに
繊維強化プラスチックは軽量でありながら高い剛性を発揮する。これらの特性は、自動車産業の建設材料として有用である。製造時の工程時間を最適化するために、これらの材料の熱伝導率はモニターすべき重要な特性である。熱伝導率は温度だけでなく、補強材の方向にも依存します。
LFA 467HyperFlash を使用すれば、異方性材料の熱伝導率を、さまざまな空間方向における温度の関数として、簡単かつ迅速に測定することができます。
サンプルと実験
炭素繊維強化エポキシ樹脂について、一方向強化*と双方向強化**を検討した。熱伝導率は、繊維方向に平行な方向と垂直な方向の両方で分析した。測定は、標準試料ホルダー（12.7 mm角）を用いて120°Cから200°Cの間で20 Kステップで行った。比熱は、DSC204F1 Phoenix® を用いて測定した。
* 一方向性：補強材のすべての繊維が互いに平行である
**双方向性：補強材の繊維が0°および90°の角度で交差している。
結果と考察
図1に示すのは、一方向強化（黒）と双方向強化（赤）のプラスチックサンプルの熱伝導率です。繊維方向で測定した一方向強化サンプル（黒い点）が最も高い熱伝導率を示しました。同じく繊維方向で測定した双方向強化サンプルの熱伝導率は、少し低くなりました。炭素繊維の繊維方向（点）の熱伝導率が高いため、繊維方向に平行な熱伝導率は、繊維方向に垂直な熱伝導率（菱形）の7～12倍でした。測定方向に垂直な繊維の全体的な配向はほとんど影響しないため、垂直方向の測定では両試料ともほぼ同じ熱伝導率の値が得られた。
結論
LFA 467Hyperflash では、液体、粉体、薄い金属箔などの特殊な測定用に、さまざまなサンプルホルダ ーが開発されています。その中でも、ここで説明する測定に使用したのは、特殊なラミアンテサンプルホルダーです。この特別設計のサンプルホルダーを使用することで、埋め込み繊維の配向に起因する炭素繊維再生材料の熱拡散率の異方性を迅速かつ容易に測定することができました。