銅棒のクローズアップ。滑らかで磨かれた表面と、熱伝導率研究に理想的な六角形の端が特徴。

08.09.2020 by Milena Riedl

グラファイトコーティングのLFA測定:ヒントとコツ

熱伝導率と熱拡散率は、材料や部品の熱輸送特性を説明する上で最も重要な熱物性パラメータです。レーザーフラッシュ分析は、反射を除去する必要がある光学的手法であるため、例えばグラファイトコーティングなどの試料前処理に特別な注意を払う必要があります。以下のビデオで、高導電性試料のコーティング方法が、どの材料特性を測定するかによって異なる理由をご覧ください。

熱伝導率と熱拡散率は、材料や部品の熱輸送特性を説明する上で最も重要な熱物性パラメータです。熱拡散率のような熱物性を正確に測定するために、レーザーフラッシュ法(LFA)が高速で汎用性が高く、正確な絶対測定法であることが証明されています。LFAの概要レーザーフラッシュ分析で測定を行う場合、まず平面平行試料(図1参照)の下面を短いエネルギーパルスで加熱します。その結果生じる試料上面の温度上昇を赤外線検出器で測定します。時間の関数としての一般的な温度変化を図2(赤い曲線)に示します。試料の熱拡散率が高いほど、信号の増加は急になります。詳細はこちら

熱伝導率を測定するレーザーフラッシュ分析(LFA)法を示す模式図。
図1:LFAの作動原理図
レーザーフラッシュ分析の経時的な温度上昇グラフ。熱伝導率測定を赤い曲線で示す。
図2:LFAにおける時間の関数としての一般的な温度変化

高導電性、不透明、固体の試料にグラファイトを使用する理由 レーザーフラッシュ分析は反射を除去する必要がある光学的手法であるため、試料の前処理には特別な注意が必要です。導電性が高く、不透明で固い試料には、グラファイトコーティングが適しています。グラファイトは試料の吸収・発光特性を高め、通常より正確な測定を可能にします。グラファイトの表面は無反射であるため、より優れたS/N比が得られます。高導電性試料のコーティング方法が、測定する材料特性によって異なる理由を、以下のビデオでご覧ください。NETZSCH LFA 467HyperFlash® を使って行われた実験では、純銅を測定する際に最良の結果を得る方法を示しています。

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