CN110168356A - 热传导率测定装置及热传导率测定方法 - Google Patents

Abstract

包括：第二夹持构件，与第一夹持构件一起夹持测定对象物；加热构件，具有夹着第一轴校正构件与第一夹持构件的远位端面抵接的抵接端面和位于抵接端面的相反侧的远位端面，并加热第一夹持构件，所述第一轴校正构件具有相向的两个面；冷却构件，具有夹着第二轴校正构件与第二夹持构件的远位端面抵接的抵接端面和位于抵接端面的相反侧的远位端面，并冷却第二夹持构件，所述第二轴校正构件具有相向的两个面；多个温度传感器，设置于第一夹持构件及第二夹持构件；及推压力施加机构，在加热构件与冷却构件之间施加推压力，第一轴校正构件及第二轴校正构件的至少一个面是凸形弯曲形状的弯曲面，其他面是平坦面。

Description

热传导率测定装置及热传导率测定方法

技术领域

本发明涉及用于测定材料的热传导率的热传导率测定装置及热传导率测定方法。

背景技术

以往，作为利用稳态法测定树脂材料、金属材料等测定对象物的热物性值(特别是热传导率)及树脂材料、金属材料的构件间的接触热阻的装置，已知有各种装置(专利文献1～5)。

在利用稳态法的热物性测定装置中，采用了在与加热部连接的加热侧夹持构件和与冷却部连接的冷却侧夹持构件之间夹入测定对象物的结构。加热侧夹持构件及冷却侧夹持构件构成为能够在多个位置测定温度，并根据测定的温度梯度求出测定对象物的热物性值(热传导率等)、构件间的接触热阻。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5379760号

专利文献2：日本专利第3858660号19，13

专利文献3：日本特开2008-309729号公报

专利文献4：日本特开2011-102768号公报

专利文献5：日本专利第5509195号

发明内容

发明要解决的课题

在利用稳态法的热物性(热传导率、接触热阻等)测定装置中，一边维持在设置有多个温度测定机构的加热侧夹持构件与设置有多个温度测定机构的冷却侧夹持构件之间夹入测定对象物的状态，一边使热量从与热源连接的加热侧夹持构件沿一个方向通过测定对象物，并通过与冷却源连接的冷却侧夹持构件，根据设置于两个夹持构件的温度测定点处的测定温度算出测定对象物的热物性(热传导率等)。在算出构件间的接触热阻的情况下，不夹入测定对象物地在施加了推压力的状态下使加热侧夹持构件及冷却侧夹持构件接触，根据设置于两个夹持构件的温度测定点处的测定温度算出接触热阻。

为了确保测定对象物的热物性值的测定精度，需要使按加热侧夹持构件、测定对象物及冷却侧夹持构件的顺序通过的热量的流动在空间上不偏移。

在上述测定装置中，通过在正常的状态下在加热侧夹持构件与冷却侧夹持构件之间设置测定对象物，也就是说，加热侧夹持构件、测定对象物及冷却侧夹持构件以沿着热量通过的方向(铅垂方向)垂直排列的方式设置，由此能够使热量通过加热侧夹持构件、测定对象物及冷却侧夹持构件而热量的流动没有偏移。

另一方面，当在不正常的设置状态下在加热侧夹持构件与冷却侧夹持构件之间设置测定对象物时，也就是说，在加热侧夹持构件、测定对象物及冷却侧夹持构件从热量通过的方向(铅垂方向)倾斜的情况下，通过的热量的流动在空间上偏移，结果，不能准确地对测定对象物的热物性值进行测定。

为了检测加热侧夹持构件、测定对象物及冷却侧夹持构件的设置异常，例如，在专利文献1中公开了如下系统：设置能够测定与加热侧夹持构件及冷却侧夹持构件的与测定对象物接触的面平行的方向上的夹持构件的面内方向的温度偏差的机构，在面内方向的温度偏差成为一定值以上的情况下，检测为设置异常。

然而，由于追加检测加热侧夹持构件、测定对象物及冷却侧夹持构件的设置异常的系统，所以装置会复杂化，成本也会增加。另外，由于必须一边充分地注意设置状态一边进行作业，另外，如果没有开始测定则不能检测异常，所以根据设置状态的不同，测定会花费时间，成为作业效率差的测定。另外，存在如下课题：根据设定的温度偏差的阈值的不同，不能准确地对测定对象物的热物性值进行测定。

本发明的目的在于提供能够实现测定的设置时间、调整时间的缩短化、高效且测定精度高的热传导率测定装置。

用于解决课题的手段

本发明的一个方式是一种热传导率测定装置，其特征在于，包括：

第一夹持构件，所述第一夹持构件具有与测定对象物接触的接触端面及位于接触端面的相反侧的远位端面；

第二夹持构件，所述第二夹持构件具有与测定对象物接触的接触端面及位于接触端面的相反侧的远位端面，并与第一夹持构件一起夹持测定对象物；

加热构件，所述加热构件具有夹着第一轴校正构件与第一夹持构件的远位端面抵接的抵接端面和位于抵接端面的相反侧的远位端面，并加热第一夹持构件，所述第一轴校正构件具有相向的两个面；

冷却构件，所述冷却构件具有夹着第二轴校正构件与第二夹持构件的远位端面抵接的抵接端面和位于抵接端面的相反侧的远位端面，并冷却第二夹持构件，所述第二轴校正构件具有相向的两个面；

多个温度传感器，所述多个温度传感器设置于第一夹持构件及第二夹持构件；及

推压力施加机构，所述推压力施加机构在加热构件与冷却构件之间施加推压力，

第一轴校正构件及第二轴校正构件的至少一个面是具有凸形的弯曲形状的弯曲面，其他面是平坦的平坦面。

另外，本发明的另一方式是一种热传导率测定装置，其特征在于，包括：

第一夹持构件，所述第一夹持构件具有与测定对象物接触的接触端面及位于接触端面的相反侧的远位端面；

第二夹持构件，所述第二夹持构件具有与测定对象物接触的接触端面及位于接触端面的相反侧的远位端面，并与第一夹持构件一起夹持测定对象物；

加热构件，所述加热构件具有与第一夹持构件的远位端面相向的抵接端面，并加热第一夹持构件；

冷却构件，所述冷却构件具有与第二夹持构件的远位端面相向的抵接端面，并冷却第二夹持构件；

轴校正构件，所述轴校正构件由第一夹持构件的远位端面和加热构件的抵接端面或者第二夹持构件的远位端面和冷却构件的抵接端面中的至少任一方夹持，并具有与远位端面和抵接端面相向的两个面；及

多个温度传感器，所述多个温度传感器设置于第一夹持构件及第二夹持构件，

轴校正构件的至少一个面是具有凸形的弯曲形状的弯曲面。

另外，本发明的另一方式是一种热传导率测定装置，其特征在于，包括：

第一夹持构件，所述第一夹持构件具有与测定对象物接触的接触端面及位于接触端面的相反侧的远位端面；

第二夹持构件，所述第二夹持构件具有与测定对象物接触的接触端面及位于接触端面的相反侧的远位端面，并与第一夹持构件一起夹持测定对象物；

加热构件，所述加热构件具有与第一夹持构件的远位端面相向的抵接端面，并加热第一夹持构件；

冷却构件，所述冷却构件具有与第二夹持构件的远位端面相向的抵接端面，并冷却第二夹持构件；

轴校正构件，所述轴校正构件由第一夹持构件的远位端面和加热构件的抵接端面或者第二夹持构件的远位端面和冷却构件的抵接端面中的至少任一方夹持，并具有与远位端面和抵接端面相向的两个面；及

多个温度传感器，所述多个温度传感器设置于第一夹持构件及第二夹持构件，

轴校正构件的至少一个面是具有凸形的弯曲形状的弯曲面，其他面是平坦的平坦面。

另外，本发明的另一方式是一种热传导率测定方法，其特征在于，包括：

准备热传导率测定装置的工序；

在第一夹持构件与第二夹持构件之间夹持测定对象物的工序；

用推压力施加机构在加热构件与冷却构件之间施加推压力的工序；

用加热构件加热第一夹持构件并用冷却构件冷却第二夹持构件的工序；及

用温度传感器测定第一夹持构件及第二夹持构件的温度并检测测定对象物的热传导率的工序。

发明效果

根据本发明，通过在第一夹持构件与加热构件之间夹持第一轴校正构件，在第二夹持构件与冷却构件之间夹持第二轴校正构件，将第一轴校正构件及第二轴校正构件的至少一个面设为凸形弯曲形状的弯曲面，将其他面设为平坦面，从而仅通过施加推压力而无特别的调整，就能够使加热侧夹持构件、测定对象物及冷却侧夹持构件这三个构件的轴一致，能够大幅抑制测定对象物的面内方向的温度偏差。因此，能够实现测定的设置时间、调整时间的缩短化，能够进行高效且高精度的测定。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的热传导率测定装置的结构图。

图2是本发明的实施方式1的另一热传导率测定装置的结构图。

图3是本发明的实施方式1的另一热传导率测定装置的结构图。

图4是示出测定对象物及夹持构件倾斜的状态的说明图。

图5是能够实现准确的测定的情况下的夹持构件内的等温线。

图6是未能实现准确的测定的情况下的夹持构件内的等温线。

图7是示出由于加热块单元的金属块的平行度不足而加热侧夹持构件倾斜的情况下的本发明的效果的说明图。

图8是示出夹持构件的远位端面处的接触状态的说明图，(a)示出部分接触，(b)示出整面接触。

图9是本发明的实施方式2的热传导率测定装置的结构图。

图10是本发明的实施方式3的热传导率测定装置的结构图。

图11是本发明的实施方式3的加热侧轴校正构件的俯视图。

图12是本发明的实施方式3的另一加热侧轴校正构件的俯视图。

图13是本发明的实施方式4的热传导率测定装置的结构图。

图14是本发明的实施方式5的热传导率测定装置的结构图。

图15是本发明的实施方式5的热传导率测定装置的结构图。

图16是本发明的实施方式5的另一热传导率测定装置的结构图。

图17是本发明的实施方式5的另一热传导率测定装置的结构图。

图18是本发明的实施方式5的另一热传导率测定装置的结构图。

图19是本发明的实施方式5的另一热传导率测定装置的结构图。

具体实施方式

实施方式1.

图1是整体用附图标记100示出的本发明的实施方式1的热传导率测定装置的结构图。在热传导率测定装置100中，夹持测定对象物8的加热侧夹持构件7及冷却侧夹持构件9夹在加热块单元5与冷却块单元6之间，并能够用推压力调整用螺钉14施加推压力。

加热侧夹持构件7及冷却侧夹持构件9构成为使用相同的材质并成为相同的形状，且形成为具有与测定对象物8接触的接触端面及位于接触端面的相反侧的远位端面的立体形状，例如形成为棱柱形状或圆柱形状。接触端面和远位端面是相互平行的平面。另外，作为其材质，使用具有比较高的热传导率的材料例如铜、铝，由此，能够高精度地对测定对象物8的热物性进行测定。作为其他材料，也能够使用铝合金、不锈钢等。

加热块单元5由金属块和加热元件例如陶瓷加热器、筒形加热器等构成，所述金属块由具有比较高的热传导率的材料例如铜、铝等形成，并具有经由加热侧轴校正构件51与加热侧夹持构件7的远位端面抵接的抵接端面。金属块具有使热量扩散而使温度变均匀的功能，在与加热元件的接合位置，根据需要涂覆有用于降低接触热阻的热传导油脂。加热元件与用于控制发热量的加热块单元控制设备18连接。

冷却块单元6由金属块和冷却元件例如水冷冷却单元、珀耳帖元件、散热器与冷却风扇的组合等构成，所述金属块由具有比较高的热传导率的材料例如铜、铝等形成，并具有经由冷却侧轴校正构件52与冷却侧夹持构件9的远位端面抵接的抵接端面。金属块具有使热量扩散而使温度变均匀的功能，在与冷却元件的接合位置，根据需要涂覆有用于降低接触热阻的热传导油脂。冷却元件与用于控制排热量的冷却块单元控制设备19连接。

加热侧轴校正构件51及冷却侧轴校正构件52使用铜、铝等具有比较高的热传导率的材料，由此，能够使在加热块单元产生的热量高效地向加热侧夹持构件传导。另外，能够使通过加热侧夹持构件7、测定对象物8传导到冷却侧夹持构件9的热量经由冷却块单元6高效地排出。

在本发明的实施方式1的热传导率测定装置100中，具有分别夹持并保持在加热侧夹持构件7与加热块单元5之间及冷却侧夹持构件9与冷却块单元6之间的平板状的加热侧轴校正构件51及冷却侧轴校正构件52。加热侧轴校正构件51及冷却侧轴校正构件52也能够拆下。

加热侧轴校正构件51的加热块单元5侧的端面成为平面弧形(planar R shape)(凸形圆筒面)或球面弧形(spherical R shape)(凸形球面)。同样地，冷却侧轴校正构件52的冷却块单元6侧的端面成为平面弧形或球面弧形。另外，优选的是，与平面弧形或球面弧形相向的面比R面相对平坦，由此，能够更高精度地进行测定。

优选的是，加热侧轴校正构件51覆盖加热侧夹持构件7的远位端面整体，平面弧形的顶点配置在加热侧夹持构件7的中心轴上。关于这一点，冷却侧轴校正构件52也同样如此。

此外，为了降低接触热阻，在加热块单元5的金属块与加热侧轴校正构件51之间及冷却侧轴校正构件52与冷却块单元6的金属块之间，分别涂覆有热传导油脂10。

在这样的结构中，在加热块单元5产生的热量经由加热侧轴校正构件51传递给加热侧夹持构件7，通过测定对象物8传递给冷却侧夹持构件9，并经由冷却侧轴校正构件52从冷却块单元6排出。当热量按这种方式在恒定方向上通过时，根据各构件的热传导率及构件间的接触热阻的不同，会形成温度梯度。

在加热侧夹持构件7及冷却侧夹持构件9的侧面沿着长度方向形成有多个孔。在各孔中插入热电偶4作为温度传感器，并以温度测定点与加热侧夹持构件7及冷却侧夹持构件9的轴心一致的方式进行固定。能够利用上述多个热电偶4测定与垂直位置对应的温度分布。测定值被输入到温度测定用设备3，能够始终监视温度。能够根据这些测定值算出通过测定对象物8的热量，并算出测定对象物8的热物性值、构件间的接触热阻。这样的运算功能可以内置于温度测定用设备3，或者也可以搭载于用网络连接的外部计算机。

冷却块单元6设置在基座17的中央。在基座17的端部设置有多根(在图1中为两根)轴15。在基座17的上方设置有通过轴15的引导而能够在垂直方向上位移的支承板12。加热块单元5安装于支承板12。在轴15的上端固定有上板16。通过设置这样的多根轴15，从而能够确保加热块单元5、加热侧轴校正构件51、加热侧夹持构件7、测定对象物8、冷却侧夹持构件9、冷却侧轴校正构件52及冷却块单元6的垂直对准。

为了调整经由加热侧夹持构件7及冷却侧夹持构件9施加于测定对象物8的推压力，热传导率测定装置100还具备推压力调整机构50。推压力调整机构50例如由设置在加热块单元5的上部并支承加热块单元5的支承板12、设置在支承板12的上方且用于监视推压力的测力传感器11、设置在测力传感器11的上方且用于将推压力传递给测力传感器11的间隔件13及固定于上板16且用于经由间隔件13向测力传感器11施加推压力的推压力调整用螺钉14构成。利用测力传感器11测定的推压力被输入到测定控制设备2，能够始终监视推压力。

接着，说明推压力的调整方法。在对测定对象物8的热物性进行测定时，从加热块单元5提供的热量通过加热侧轴校正构件51、加热侧夹持构件7、测定对象物8、冷却侧夹持构件9及冷却侧轴校正构件52而到达冷却块单元6。由于该通过的热量，加热块单元5、加热侧轴校正构件51、加热侧夹持构件7、测定对象物8、冷却侧夹持构件9、冷却侧轴校正构件52及冷却块单元6的各构件的温度上升。伴随着各构件的温度上升，各构件膨胀，施加于测力传感器11的推压力在测定期间变化。在测定对象物8的热物性测定中，由于需要将施加于测定对象物8的推压力控制为恒定，所以需要根据显示的推压力来调整推压力调整用螺钉14。在此，如果从规定的推压力起的变动为±5％、优选从规定的推压力起的变动为±1％，则能够高精度地对测定对象物的热物性进行测定。因此，将本发明中的“恒定的推压力”设为从规定的推压力起的变动为±5％、更优选为±1％的范围。因此，优选设置如下的推压力控制装置，所述推压力控制装置反馈施加于测力传感器11的推压力并调整推压力调整用螺钉14，将推压力自动地控制为规定的恒定值。由此，能够省去手动作业而进行测定的自动化。此外，优选的是，支承板12、间隔件13由具有充分的刚性的金属构成。

也可以如图2的热传导率测定装置110所示，在加热块单元5与支承板12之间设置隔热板20。由此，能够减少从加热块单元5传递给支承板12的热量，并增加传递给测定对象物8的热量。

在对测定对象物8的热物性进行测定的情况下，测定对象物8的厚度信息也变得重要。也可以如图3的热传导率测定装置120所示，设置如下的厚度显示设备21，所述厚度显示设备21能够测定、显示测定状态下的加热侧轴校正构件51、加热侧夹持构件7、测定对象物8、冷却侧夹持构件9及冷却侧轴校正构件52的合计厚度。作为厚度显示设备21，可以使用激光测距仪、光学尺、磁尺等。但是，即使不是图3所示的位置，如果为能够算出测定对象物8的厚度的位置及机构，则也可以设置在其他位置。通过利用游标卡尺、千分尺等事先测定加热侧夹持构件7、冷却侧夹持构件9、加热侧轴校正构件51及冷却侧轴校正构件52的厚度，从而能够根据显示于厚度显示设备21的厚度算出测定对象物8的更准确的厚度。

此外，图2、3的结构也能够应用于实施方式2～5记载的热传导率测定装置。

通过将加热侧夹持构件7及冷却侧夹持构件9设为直径为10mm～30mm、高度为30～100mm的圆柱形状，从而能够准确且高精度地对测定对象物8的热物性值、构件间的接触热阻进行测定。加热侧夹持构件7、冷却侧夹持构件9的形状并不限定于此，即使是四棱柱等形状，也能够得到同样的效果。平坦地加工加热侧夹持构件7、冷却侧夹持构件9与测定对象物8接触的面(接触端面)，加工面的表面粗糙度Ra越小则越为优选。在实验中，通过精加工为Ra＝0.8左右，从而能够测定测定对象物8的准确的热物性。但是，抵接端面的表面粗糙度并不限定于该值。

测定对象物8被插入并固定于加热侧夹持构件7及冷却侧夹持构件9的接触端面之间。在测定对象物8为流体的情况下，利用分配器、丝网印刷调整为规定的厚度，并涂覆在加热侧夹持构件7与冷却侧夹持构件9之间。此外，加热侧夹持构件7和冷却侧夹持构件9可以利用测定对象物8本身的粘着力、粘接力固定，或者也可以使用胶带等辅助构件固定。

另外，为了减少由从加热侧夹持构件7及冷却侧夹持构件9的表面向空气的热传递导致的散热，可以在夹持构件7、9的周围卷绕隔热材料。在测定对象物8的热物性测定时，夹入有测定对象物8的加热侧夹持构件7及冷却侧夹持构件9一体化并经由冷却侧轴校正构件52设置在冷却块单元6上，之后，在其上方经由加热侧轴校正构件51配置加热块单元5。

此时，即使不拧紧推压力调整机构的推压力调整用螺钉14，也会由于各构件特别是加热块单元5的自重而施加推压力。此外，更优选的是，拧紧推压力调整机构的推压力调整用螺钉14。由此，成为在加热侧轴校正构件51、加热侧夹持构件7、测定对象物8、冷却侧夹持构件9及冷却侧轴校正构件52施加有恒定的推压力的状态，在该状态下开始热物性的测定。

此外，在图1中，在加热块单元5的金属块与加热侧轴校正构件51之间及冷却块单元6的金属块与冷却侧轴校正构件52之间涂覆有热传导油脂10，但也可以在加热侧轴校正构件51与加热侧夹持构件7之间、冷却侧夹持构件9与冷却侧轴校正构件52之间也涂覆热传导油脂。

如上所述，加热侧轴校正构件51的与加热块单元5接触的远位端面及冷却侧轴校正构件52的与冷却块单元6接触的远位端面是平面弧形或球面弧形，但也可以是仅加热侧轴校正构件51和冷却侧轴校正构件52中的任一方是平面弧形或球面弧形。此外，轴校正构件51、52与夹持构件7、9接触的抵接端面等其他端面为平面形状。

在以往构造中，没有加热侧轴校正构件51及冷却侧轴校正构件52，夹持构件7、9的远位端面是平坦的。因此，为了准确地对测定对象物8的热物性进行测定，在热量通过加热侧夹持构件7、测定对象物8、冷却侧夹持构件9时，加热侧夹持构件7及冷却侧夹持构件9的面内方向(与轴垂直的面)的温度分布需要使热量如图5的等温线图表所示的那样无偏差地呈轴中心对称地通过，从而尽可能减小面内的温度偏差。在该图表中，附图标记25示出热电偶4的温度测定点，附图标记26示出特定温度的等温线。

为了使热量按这种方式从加热块单元5通过加热侧夹持构件7、测定对象物8、冷却侧夹持构件9、冷却块单元6的轴中心，需要设置成使加热侧夹持构件7、测定对象物8、冷却侧夹持构件9这三个构件的轴一致的状态，即设置成使加热侧夹持构件7及冷却侧夹持构件9的轴心与测定对象物8的中心轴在一条直线上。

但是，由于与加热块单元5及冷却块单元6相比，加热侧夹持构件7及冷却侧夹持构件9较小，因此，可以认为在调整推压力调整用螺钉14并向加热侧夹持构件7、测定对象物8、冷却侧夹持构件9的各构件施加推压力时，加热侧夹持构件7、测定对象物8、冷却侧夹持构件9这三个构件的轴会偏移。在现实中，当考虑到通过机械加工、表面处理等制造的加热构件的抵接端面、冷却构件的抵接端面的平行度、平面度时，加热侧夹持构件7、测定对象物8、冷却侧夹持构件9这三个构件的轴不会成为一条直线，虽然存在大小的不同，但通常会有不少的偏移。

作为其一例，图4示出加热块单元5的金属块的平行度不足的例子、即金属块的下表面不水平的情况。在加热块单元5的金属块的平行度不足的情况下，当施加推压力时，加热侧夹持构件7的远位端面会仿效金属块的平行度不足的抵接端面，加热侧夹持构件7的抵接端面与测定对象物8局部接触。

如图4所示，在加热侧夹持构件7的抵接端面与测定对象物8局部接触的情况下，如用箭头55示出的那样，通过加热侧夹持构件7、测定对象物8、冷却侧夹持构件9的热通量不会关于轴中心对称而偏向一侧。结果，如图6所示，热量从中心偏移地通过加热侧夹持构件7、测定对象物8及冷却侧夹持构件9，测定对象物8的面内方向的温度偏差变大，不能进行测定对象物8的准确的热物性测定。因此，为了准确地对测定对象物8的热物性进行测定，需要在与加热侧夹持构件7接触的加热块单元5及与冷却侧夹持构件9接触的冷却块单元6中确认、调整各自的平行度已足够等情况。在该情况下，要求熟练的作业，测定的设置时间、调整时间变长。

作为代替，也可以考虑省去调整作业而追加对各构件中的热量的偏差进行测定的单元，在计算方面进行与测定到的热量的偏差对应的校正。在该情况下，需要复杂的计算，也有可能产生测定精度的下降。

图7示出在加热块单元5的金属块的抵接端面的平行度不足的情况下应用本发明的一例。如图7(a)所示，在施加推压力的初始阶段，由于加热块单元5的抵接端面的平行度不足，所以加热侧夹持构件7倾斜，与测定对象物8局部接触。在该情况下，由于通过加热侧夹持构件7、测定对象物8、冷却侧夹持构件9的热通量偏移，测定对象物8的面内方向的温度偏差较大，因此，不能对测定对象物8的准确的热物性进行测定。

但是，在热传导率测定装置100中，在加热侧夹持构件7及冷却侧夹持构件9的远位端面设置有块单元5、6侧为平面弧形(凸形圆筒面)或球面弧形(凸形球面)的加热侧轴校正构件51及冷却侧轴校正构件52。因此，利用冷却块单元6和加热块单元5分别经由加热侧轴校正构件51、冷却侧轴校正构件52将夹入有测定对象物8的加热侧夹持构件7和冷却侧夹持构件9夹入，并利用推压力调整用螺钉14施加推压力，在该情况下，如图7(b)所示，由于具有平面弧形或球面弧形的加热侧轴校正构件51及冷却侧轴校正构件52欲要成为更稳定的姿势，所以会自然地产生仿效加热块单元5的表面的动作。在此，附图标记27示出从推压力调整用螺钉14施加的推压力矢量。附图标记28示出在施加推压力时作用在加热侧夹持构件7的弯曲面上的水平方向的推压力矢量。

通过该动作，如图7(c)所示，仅通过施加基于推压力调整用螺钉14的推压力而无特别的调整，就能够使加热侧夹持构件7、测定对象物8及冷却侧夹持构件9这三个构件的轴一致，热量能够轴对称地通过加热侧夹持构件7、测定对象物8及冷却侧夹持构件9(参照图5)，能够大幅地减小测定对象物8的面内方向的温度偏差。由此，仅通过施加推压力而无特别的调整，就能够对测定对象物8的准确的热物性进行测定。

在此，在加热侧轴校正构件51及冷却侧轴校正构件52的块单元5、6侧设置有平面弧形(凸形圆筒面)或球面弧形(凸形球面)的弯曲面，这是为了尽可能减小在施加推压力而欲要成为稳定的姿势时作用的摩擦力，并尽可能增大伴随着推压力而产生的推压力矢量。

为了确保更高的测定精度，优选增大通过加热侧夹持构件7、测定对象物8、冷却侧夹持构件9的热量，并提高各热电偶处的测定温度，也就是说，增大温度梯度。这是由于，通过增大通过的热量并提高各热电偶处的测定温度，从而能够抑制热电偶处的测定温度偏差的影响(例如在K型热电偶、等级1的情况下，为±1.5℃)。在通过热量较小且温度梯度较小的情况下，该测定温度偏差会给测定对象物的热物性带来较大的影响。

另外，由于在热传导油脂10的厚度较厚的情况下，热传导油脂的热阻变大，因此，优选较薄地涂覆热传导油脂10。

在实验中，将加热侧夹持构件7及冷却侧夹持构件9的形状设为剖面为40mm×40mm且高度为50mm的四棱柱，在加热侧夹持构件7及冷却侧夹持构件9的远位端面上分别设置有球面R1050形状(半径R为1050mm的凸形形状)的加热侧轴校正构件51及冷却侧轴校正构件52。由此，能够对测定对象物8及构件间的接触热阻的准确的热物性值进行测定。

此外，关于半径R的大小，需要使R中央部的高度与周围部的高度之差至少比测定对象物8的平面度大。但是，当高度之差过大时，加热侧轴校正构件51及冷却侧轴校正构件52与块单元5、6的接触成为接近点接触的状态，在夹持构件7、9中通过的热流不平行。因此，优选的是，使R中央部的高度与周围部的高度之差相对于热传导油脂10所含有的填充物的粒径为10倍以下、优选为数倍以下。由此，通过夹持构件7、9的热流变得大致平行，能够提高测定精度。

图8示出在图7的热传导率测定装置100中使用剖面为40mm×40mm且高度为50mm的加热侧夹持构件7及冷却侧夹持构件9的情况下的加热侧夹持构件7与测定对象物8的接触状态。图8(a)是在远位端部上未设置加热侧轴校正构件51及冷却侧轴校正构件52的情况，图8(b)是设置有加热侧轴校正构件51及冷却侧轴校正构件52的情况。颜色较浓的部分示出接触部分，颜色的浓度表示接触的强度。在图8(a)中上部成为较浓的黑色，可知在上部较强地局部接触。与此相对，在图8(b)中整体成为较淡的黑色，可知整体上均等地接触。

在此前的说明中，在加热侧夹持构件7与冷却侧夹持构件9之间夹入测定对象物8，并对测定对象物8的热物性值进行测定，但除此之外，本发明在未夹入测定对象物8的状态下的测定中也能够发挥较大的效果。具体而言，为如下情况，即：不夹入测定对象物8，仅通过加热侧夹持构件7和冷却侧夹持构件9来算出构件间的推压力和接触热阻。在算出接触热阻的情况下，加热侧夹持构件7与冷却侧夹持构件9之间的接触状态会给测定结果带来较大的影响。通过如本发明那样在加热侧夹持构件7及冷却侧夹持构件9的远位端面设置加热侧轴校正构件51及冷却侧轴校正构件52，从而如图8所示，能够无特别的调整地得到两个构件间均匀地接触的理想的接触状态。通过在该状态下测定接触热阻，从而能够高效且高精度地测定接触热阻。

由于热传导油脂10具有由内含的填充物规定的程度的厚度，且热传导率为数W/mK左右，因此，具有某种程度的热阻。但是，在本热传导率测定方法中，对于热通量而言，由于使用图示的多个热电偶算出通过测定对象物的热量，所以在测定对象中，不会显现热传导油脂10的影响。因此，能够进行高精度的测定。

即，热传导率测定根据测定对象物8的表里的温度差和通过热量来计算，所述测定对象物8的表里的温度差根据安装在加热侧夹持构件7和冷却侧夹持构件9上的热电偶4的测定温度来推定，所述通过热量能够根据安装在加热侧夹持构件7或冷却侧夹持构件9或这双方上的多个热电偶4的测定温度来推定。首先是测定对象物8的表里的温度，当根据等间隔地安装在加热侧夹持构件7上的热电偶4的测定温度而在图表中示出距测定对象物8的表面的距离与温度的关系时，各测定点的温度处于与距测定对象物8的表面的距离成比例的关系。因此，能够根据各测定点的温度和距测定对象物8的表面的距离简单地算出测定对象物8的表面温度。冷却侧夹持构件9侧也同样如此。根据上述温度的差值，能够求出测定对象物8的表里的温度差。

接着是通过热量，例如，如果知晓设置在加热侧夹持构件7上的热电偶4的测定温度差ΔT、热电偶4之间的距离L、加热侧夹持构件7的截面积A及加热侧夹持构件7的热传导率λ，则通过热量根据以下的式1：

ΔT×L/A/λ……(1)

简单地求出。因此，安装在加热侧夹持构件7、冷却侧夹持构件9的与测定对象物8相反的一侧的热传导油脂10不会影响测定结果。

另外，在本发明的实施方式1中，示出了分别在加热块单元5与加热侧夹持构件7之间夹入加热侧轴校正构件51、在冷却块单元6与冷却侧夹持构件9之间夹入冷却侧轴校正构件52的具体例，但也可以为任一方。

但是，即使在夹持构件7、9的测定对象物8侧的端面的加工精度较低且两个端面未成为严密地平行的平面的情况下，通过在双方设置轴校正构件51、52，从而也能够吸收其加工精度的影响，并得到较高的测定精度。另外，在测定通过铆接加工等而一体化的多个构件的热阻的情况下，能够进一步发挥该效果。即使一体化之前的各个构件的加工精度较高，根据一体化时的各构件的公差的关系、设置状态、使用的装置等的不同，一体化而成的构件也会产生大小不同的倾斜。因此，当欲要直接测定一体化而成的构件时，由于产生局部接触，所以不能准确地测定构件的热物性值。通过如本发明那样在加热侧夹持构件7及冷却侧夹持构件9的远位端面设置加热侧轴校正构件51及冷却侧轴校正构件52，从而能够抑制局部接触，即使是一体化而成的构件，也能够提高测定精度。

另外，本发明的实施方式1示出了用于热传导率的测定的具体例，当然，也能够用于热阻的测定。

实施方式2.

图9是整体用附图标记200表示的本发明的实施方式2的热传导率测定装置的结构图，图9中的与图2相同的附图标记表示相同或相当的位置。

热传导率测定装置200具备加热侧轴校正构件33代替实施方式1的热传导率测定装置110的加热侧轴校正构件51，具备冷却侧轴校正构件34代替冷却侧轴校正构件52。其他构造与热传导率测定装置110相同。

在加热侧轴校正构件33、冷却侧轴校正构件34中，通过将加热侧夹持构件7及冷却侧夹持构件9的远位端面设为平面形状，另一方面，在加热块单元5及冷却块单元6的抵接端面设置平面弧形(凸形圆筒面)或球面弧形(凸形球面)，从而能够抑制测定对象物8的面内方向的温度偏差。此时，加热侧轴校正构件33与加热块单元5之间、冷却侧轴校正构件34与冷却块单元6之间利用油脂的粘着力、粘接力固定，或使用胶带等辅助构件固定。

在本发明的实施方式2的热传导率测定装置200中，利用设置于轴校正构件33、34的弧形，将夹入有测定对象物8的加热侧夹持构件7、测定对象物8、冷却侧夹持构件9设置在冷却块单元6上，并利用推压力调整用螺钉14经由加热块单元5施加推压力，此时，与热传导率测定装置100同样地(参照图7)，仅通过施加基于推压力调整用螺钉14的推压力而无特别的调整，就能够使加热侧夹持构件7、测定对象物8及冷却侧夹持构件9这三个构件的轴一致，使热量通过加热侧夹持构件7、测定对象物8及冷却侧夹持构件9的轴中心，能够进行测定对象物8的准确的热物性测定。

此外，关于加热侧轴校正构件33、冷却侧轴校正构件34的半径R的大小，与实施方式1同样地，需要使R中央部的高度与周围部的高度之差至少比测定对象物8的平面度大。但是，当高度之差过大时，加热侧轴校正构件33与加热侧夹持构件7、冷却侧轴校正构件34与冷却侧夹持构件9的接触成为接近点接触的状态，在夹持构件7、9中通过的热流不平行。因此，优选的是，使R中央部的高度与周围部的高度之差相对于热传导油脂10所含有的填充物的粒径为10倍以下、优选为数倍以下。由此，通过夹持构件7、9的热流变得大致平行，能够提高测定精度。

此外，在图9中，将轴校正构件33、34的远位端面设为平坦，但也可以设为平面弧形或球面弧形。通过使用在远位端面设置有平面弧形或球面弧形的轴校正构件33、34，从而能够提高测定精度。

实施方式3.

图10是整体用附图标记300表示的本发明的实施方式3的热传导率测定装置的结构图，图10中的与图2相同的附图标记表示相同或相当的位置。

热传导率测定装置300具备加热侧轴校正构件151代替实施方式1的热传导率测定装置110的加热侧轴校正构件51，具备冷却侧轴校正构件152代替冷却侧轴校正构件52。其他构造与热传导率测定装置110相同。

如图10所示，加热侧轴校正构件151成为如下构造：在实施方式1的加热侧轴校正构件51的两侧具有与加热侧夹持构件7的侧面接触的凸形的突起部155。同样地，冷却侧轴校正构件152成为如下构造：在冷却侧轴校正构件52的两侧具有与冷却侧夹持构件9的侧面接触的凸形的突起部155。

像这样，由于加热侧轴校正构件151及冷却侧轴校正构件152具有突起部155、156，所以在将由夹持构件7、9夹持的测定对象物8设置于热传导率测定装置300的情况下，能够防止设置位置的位置偏移。由此，能够缩短设置时间，且能够以较高的精度进行测定。

此外，在图10中，加热侧轴校正构件151及冷却侧轴校正构件152在两侧具有一组(两个)突起部，但突起部的数量、形状并不限定于此。图11是从加热侧夹持构件7侧观察在加热侧夹持构件7为四棱柱的情况下使用的加热侧轴校正构件151时的俯视图。用斜线示出的部分是突起部155，突起部155被设置成包围加热侧夹持构件7的远位端部。

另外，图12是同样地从加热侧夹持构件7侧观察在加热侧夹持构件7为四棱柱的情况下使用的另一加热侧轴校正构件151时的俯视图。用斜线示出的部分是突起部155，突起部155被设置成夹持加热侧夹持构件7的两侧。

图11、12示出了设置在加热侧夹持构件7侧的加热侧轴校正构件151，但也可以将设置在冷却侧夹持构件9侧的冷却侧轴校正构件152设为同一形状。

此外，在本实施方式3中，示出了在加热侧夹持构件7与冷却侧夹持构件9之间夹入测定对象物8并对测定对象物的热物性值进行测定的情况下的具体例，但即使在未夹入测定对象物8的状态下测定金属构件间的接触热阻等时，由于具有这样的突起部，所以也能够使设定工序变得容易。另外，在此示出了用于热传导率的测定的具体例，当然，也能够用于热阻的测定。

实施方式4.

图13是整体用附图标记400表示的本发明的实施方式4的热传导率测定装置的结构图，图13中的与图9相同的附图标记表示相同或相当的位置。

热传导率测定装置400具备加热侧轴校正构件133代替实施方式2的热传导率测定装置200的加热侧轴校正构件33，具备冷却侧轴校正构件134代替冷却侧轴校正构件34。其他构造与热传导率测定装置200相同。

像这样，由于加热侧轴校正构件133及冷却侧轴校正构件134具有突起部135、136，所以在将由夹持构件7、9夹持的测定对象物8设置于热传导率测定装置400的情况下，能够防止位置偏移。由此，能够缩短设置时间，且能够以较高的精度进行测定。

突起部135、136的形状也可以是在实施方式3中记述的那样的其他形状(例如图11、12)。

实施方式5.

图14、15是整体用附图标记500、550表示的本发明的实施方式5的热传导率测定装置的结构图，是图2所示的实施方式1的热传导率测定装置110的变形例。图14、15中的与图2相同的附图标记表示相同或相当的位置。

在本发明的实施方式5的热传导率测定装置500、550中，将在热传导率测定装置110中分别设置于加热块单元5与加热侧夹持构件7之间及冷却块单元6与冷却侧夹持构件9之间这双方的加热侧轴校正构件51、冷却侧轴校正构件52设为任一方。

另外，图16、17是整体用附图标记600、650表示的本发明的实施方式5的另一热传导率测定装置的结构图，是图9所示的实施方式2的热传导率测定装置200的变形例。图16、17中的与图9相同的附图标记表示相同或相当的位置。

在本发明的实施方式5的热传导率测定装置600、650中，将在热传导率测定装置200中分别设置于加热块单元5与加热侧夹持构件7之间及冷却块单元6与冷却侧夹持构件9之间这双方的加热侧轴校正构件33、冷却侧轴校正构件34设为任一方。

另外，图18、19是整体用附图标记700、750表示的本发明的实施方式5的另一热传导率测定装置的结构图，是将热传导率测定装置110与热传导率测定装置200组合而成的变形例。图18、19中的与图2、9相同的附图标记表示相同或相当的位置。

在热传导率测定装置700中，在加热块单元5与加热侧夹持构件7之间设置有加热侧轴校正构件51，在冷却块单元6与冷却侧夹持构件9之间设置有冷却侧轴校正构件34。另一方面，在热传导率测定装置750中，在加热块单元5与加热侧夹持构件7之间设置有加热侧轴校正构件33，在冷却块单元6与冷却侧夹持构件9之间设置有冷却侧轴校正构件52。

如本发明的实施方式5的热传导率测定装置500、550、600、650、700、750那样，可以根据需要而使用加热侧轴校正构件51及冷却侧轴校正构件52中的任一方、加热侧轴校正构件33及冷却侧轴校正构件34中的任一方或它们的组合，当然，这样的变形例也包含于本发明的技术范围。

附图标记说明

2测定控制设备，3温度测定用设备，4热电偶，5加热块单元，6冷却块单元，7加热侧夹持构件，8测定对象物，9冷却侧夹持构件，10热传导油脂，11测力传感器，12支承板，13间隔件，14推压力调整用螺钉，15轴，16上板，17基座，18加热块单元控制设备，19冷却块单元控制设备，20隔热板，21厚度显示设备，25温度测定点，26等温线，27推压力矢量，51加热侧轴校正构件，52冷却侧轴校正构件，100热传导率测定装置。

Claims (17)

1.一种热传导率测定装置，其特征在于，包括：

第一夹持构件，所述第一夹持构件具有与测定对象物接触的接触端面及位于该接触端面的相反侧的远位端面；

第二夹持构件，所述第二夹持构件具有与测定对象物接触的接触端面及位于该接触端面的相反侧的远位端面，并与该第一夹持构件一起夹持测定对象物；

加热构件，所述加热构件具有与该第一夹持构件的远位端面相向的抵接端面，并加热该第一夹持构件；

冷却构件，所述冷却构件具有与该第二夹持构件的远位端面相向的抵接端面，并冷却该第二夹持构件；

轴校正构件，所述轴校正构件由该第一夹持构件的远位端面和该加热构件的抵接端面夹持、或由该第二夹持构件的远位端面和该冷却构件的抵接端面夹持、或者由该第一夹持构件的远位端面和该加热构件的抵接端面及该第二夹持构件的远位端面和该冷却构件的抵接端面夹持，并具有与该远位端面和该抵接端面相向的两个面；及

多个温度传感器，所述多个温度传感器设置于该第一夹持构件及该第二夹持构件，

该轴校正构件的至少一个面是具有凸形的弯曲形状的弯曲面。

2.根据权利要求1所述的热传导率测定装置，其特征在于，包括：

第一轴校正构件，所述第一轴校正构件由所述第一夹持构件的远位端面和所述加热构件的抵接端面夹持，并具有与该远位端面和该抵接端面相向的两个面；及

第二轴校正构件，所述第二轴校正构件由所述第二夹持构件的远位端面和所述冷却构件的抵接端面夹持，并具有与该远位端面和该抵接端面相向的两个面，

该第一轴校正构件的至少一个面及该第二轴校正构件的至少一个面是具有凸形的弯曲形状的弯曲面。

3.根据权利要求2所述的热传导率测定装置，其特征在于，

所述第一轴校正构件具有与所述加热构件接触的弯曲面，

所述第二轴校正构件具有与所述冷却构件接触的弯曲面。

4.根据权利要求2所述的热传导率测定装置，其特征在于，

所述第一轴校正构件具有与所述第一夹持构件接触的弯曲面，

所述第二轴校正构件具有与所述第二夹持构件接触的弯曲面。

5.根据权利要求2所述的热传导率测定装置，其特征在于，

所述第一轴校正构件具有与所述加热构件接触的弯曲面，

所述第二轴校正构件具有与所述第二夹持构件接触的弯曲面。

6.根据权利要求2所述的热传导率测定装置，其特征在于，

所述第一轴校正构件具有与所述第一夹持构件接触的弯曲面，

所述第二轴校正构件具有与所述冷却构件接触的弯曲面。

7.一种热传导率测定装置，其特征在于，包括：

第一夹持构件，所述第一夹持构件具有与测定对象物接触的接触端面及位于该接触端面的相反侧的远位端面；

第二夹持构件，所述第二夹持构件具有与测定对象物接触的接触端面及位于该接触端面的相反侧的远位端面，并与该第一夹持构件一起夹持测定对象物；

加热构件，所述加热构件具有与该第一夹持构件的远位端面相向的抵接端面，并加热该第一夹持构件；

冷却构件，所述冷却构件具有与该第二夹持构件的远位端面相向的抵接端面，并冷却该第二夹持构件；

轴校正构件，所述轴校正构件由该第一夹持构件的远位端面和该加热构件的抵接端面夹持、或由该第二夹持构件的远位端面和该冷却构件的抵接端面夹持、或者由该第一夹持构件的远位端面和该加热构件的抵接端面及该第二夹持构件的远位端面和该冷却构件的抵接端面夹持，并具有与该远位端面和该抵接端面相向的两个面；及

多个温度传感器，所述多个温度传感器设置于该第一夹持构件及该第二夹持构件，

该轴校正构件的至少一个面是具有凸形的弯曲形状的弯曲面，其他面是平坦的平坦面。

8.根据权利要求7所述的热传导率测定装置，其特征在于，包括：

第一轴校正构件，所述第一轴校正构件由所述第一夹持构件的远位端面和所述加热构件的抵接端面夹持，并具有与该远位端面和该抵接端面相向的两个面；及

第二轴校正构件，所述第二轴校正构件由所述第二夹持构件的远位端面和所述冷却构件的抵接端面夹持，并具有与该远位端面和该抵接端面相向的两个面，

该第一轴校正构件的至少一个面及该第二轴校正构件的至少一个面是具有凸形的弯曲形状的弯曲面，其他面是平坦面。

9.根据权利要求7所述的热传导率测定装置，其特征在于，

所述第一轴校正构件具有与所述第一夹持构件接触的平坦面和与所述加热构件接触的弯曲面，

所述第二轴校正构件具有与所述第二夹持构件接触的平坦面和与所述冷却构件接触的弯曲面。

10.根据权利要求7所述的热传导率测定装置，其特征在于，

所述第一轴校正构件具有与所述第一夹持构件接触的弯曲面和与所述加热构件接触的平坦面，

所述第二轴校正构件具有与所述第二夹持构件接触的弯曲面和与所述冷却构件接触的平坦面。

11.根据权利要求7所述的热传导率测定装置，其特征在于，

所述第一轴校正构件具有与所述第一夹持构件接触的平坦面和与所述加热构件接触的弯曲面，

所述第二轴校正构件具有与所述第二夹持构件接触的弯曲面和与所述冷却构件接触的平坦面。

12.根据权利要求7所述的热传导率测定装置，其特征在于，

所述第一轴校正构件具有与所述第一夹持构件接触的弯曲面和与所述加热构件接触的平坦面，

所述第二轴校正构件具有与所述第二夹持构件接触的平坦面和与所述冷却构件接触的弯曲面。

13.根据权利要求1～12中任一项所述的热传导率测定装置，其特征在于，

所述弯曲面是平面弧形或球面弧形。

14.根据权利要求1～12中任一项所述的热传导率测定装置，其特征在于，

与所述第一夹持构件或所述加热构件接触的所述第一轴校正构件的平坦面具有与该第一夹持构件的侧面接触的突起部，

与所述第二夹持构件或所述冷却构件接触的所述第二轴校正构件的平坦面具有与该第二夹持构件的侧面接触的突起部。

15.根据权利要求14所述的热传导率测定装置，其特征在于，

所述突起部沿着所述第一夹持构件或所述加热构件的相向的一组侧面或全部侧面设置，并沿着所述第二夹持构件或所述冷却构件的相向的一组侧面或全部侧面设置。

16.根据权利要求1～15中任一项所述的热传导率测定装置，其特征在于，

所述热传导率测定装置包括在所述加热构件与所述冷却构件之间施加推压力的推压力施加机构。

17.一种热传导率测定方法，其特征在于，包括：

准备权利要求1～16中任一项所述的热传导率测定装置的工序；

在所述第一夹持构件与所述第二夹持构件之间夹持所述测定对象物的工序；

用所述推压力施加机构在所述加热构件与所述冷却构件之间施加推压力的工序；

用该加热构件加热该第一夹持构件并用该冷却构件冷却该第二夹持构件的工序；及

用所述温度传感器测定该第一夹持构件及该第二夹持构件的温度并检测该测定对象物的热传导率的工序。