JP2001108591A - 熱衝撃試験方法 - Google Patents
熱衝撃試験方法Info
- Publication number
- JP2001108591A JP2001108591A JP28697199A JP28697199A JP2001108591A JP 2001108591 A JP2001108591 A JP 2001108591A JP 28697199 A JP28697199 A JP 28697199A JP 28697199 A JP28697199 A JP 28697199A JP 2001108591 A JP2001108591 A JP 2001108591A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass sample
- sample
- heating element
- glass
- test
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】多孔質セラミックス材料に対して開発された、
試料の片面のみを急激に加熱し、反力を測定して熱衝撃
試験を行う方法を、板ガラスに対して行った場合、輻射
熱を透過するという問題のために、正確な試験が出来な
かった。 【解決手段】試料の片面のみを急激に加熱して、短時間
で測定することにより、輻射熱を透過せずまた熱伝導率
の小さい多孔質のセラミックスにおいては問題とならな
い試料内の伝熱に起因する試験誤差を小さくして、試験
を精度良く実施できるようにする。ガラス試料を急激に
加熱するために、ガラス試料に密着させた発熱体をガラ
ス試料の昇温以上の速度で発熱させる。このため、試験
中に、ガラス試料と発熱体を密着させて試験精度を確保
するため、発熱体の弾性率を５０〜５００ＭＰａとし、
ガラス試料が加熱後破壊するまでの時間を７秒以下にし
て試験する。
試料の片面のみを急激に加熱し、反力を測定して熱衝撃
試験を行う方法を、板ガラスに対して行った場合、輻射
熱を透過するという問題のために、正確な試験が出来な
かった。 【解決手段】試料の片面のみを急激に加熱して、短時間
で測定することにより、輻射熱を透過せずまた熱伝導率
の小さい多孔質のセラミックスにおいては問題とならな
い試料内の伝熱に起因する試験誤差を小さくして、試験
を精度良く実施できるようにする。ガラス試料を急激に
加熱するために、ガラス試料に密着させた発熱体をガラ
ス試料の昇温以上の速度で発熱させる。このため、試験
中に、ガラス試料と発熱体を密着させて試験精度を確保
するため、発熱体の弾性率を５０〜５００ＭＰａとし、
ガラス試料が加熱後破壊するまでの時間を７秒以下にし
て試験する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、建築用および車両
用の板ガラス、電子材料用のガラス、さらには食器など
のガラスにおいて、力学的な耐熱強度の測定に関する。
用の板ガラス、電子材料用のガラス、さらには食器など
のガラスにおいて、力学的な耐熱強度の測定に関する。
【０００２】
【従来の技術】材料に温度分布が生じて熱応力が発生
し、破壊する現象を熱割れと称している。この熱割れは
ほとんどの産業分野において、材料を安全に使用するた
めに検討されている項目である。熱割れの検討におい
て、安全性を確保するために、熱応力が瞬時に負荷され
る熱衝撃試験がある。
し、破壊する現象を熱割れと称している。この熱割れは
ほとんどの産業分野において、材料を安全に使用するた
めに検討されている項目である。熱割れの検討におい
て、安全性を確保するために、熱応力が瞬時に負荷され
る熱衝撃試験がある。
【０００３】熱衝撃の試験は、ガラス試料を所定の温度
Ｔ１に加熱した後、加熱したガラス試料を温度Ｔ２の水
の中に落下して、破壊しなかったときのＴ１とＴ２の温
度差を測定し、温度差から熱衝撃値を推定する、水中投
下法が従来行われてきた。
Ｔ１に加熱した後、加熱したガラス試料を温度Ｔ２の水
の中に落下して、破壊しなかったときのＴ１とＴ２の温
度差を測定し、温度差から熱衝撃値を推定する、水中投
下法が従来行われてきた。
【０００４】水中投下法において、ガラス試料の表面温
度により、水中内で水への伝熱様式が、膜沸騰から核沸
騰へ急激に変化するため、正確な熱衝撃の試験を行うこ
とが大変困難であった。
度により、水中内で水への伝熱様式が、膜沸騰から核沸
騰へ急激に変化するため、正確な熱衝撃の試験を行うこ
とが大変困難であった。
【０００５】水中投下法による熱衝撃試験が難しいた
め、多孔質セラミックス材料に対して、試料の片面を急
激に加熱して試料内に熱応力を発生させ、該熱応力を反
力として測定する方法が開発された。
め、多孔質セラミックス材料に対して、試料の片面を急
激に加熱して試料内に熱応力を発生させ、該熱応力を反
力として測定する方法が開発された。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】多孔質セラミックス材
料に対して開発された、試料片面のみを急激に加熱して
発生する反力を測定して熱衝撃試験を行う方法が、板ガ
ラスに対して行われてきたが、板ガラスが輻射熱を透過
するという問題のために、正確な試験が出来なかった。
料に対して開発された、試料片面のみを急激に加熱して
発生する反力を測定して熱衝撃試験を行う方法が、板ガ
ラスに対して行われてきたが、板ガラスが輻射熱を透過
するという問題のために、正確な試験が出来なかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の試験方法は、直
方体ガラス試料の片面に平板の発熱体を密着させ、該発
熱体でガラス試料を加熱することにより、熱応力を発生
させて熱衝撃によりガラス試料の耐熱強度を測定する方
法において、該発熱体の弾性率を５０〜５００ＭＰａと
し、さらにガラス試料を加熱した後ガラス試料が割れる
までの時間を７秒以内にして割れる時点のガラス試料に
付加された応力を測定することを特徴とする熱衝撃試験
方法である。
方体ガラス試料の片面に平板の発熱体を密着させ、該発
熱体でガラス試料を加熱することにより、熱応力を発生
させて熱衝撃によりガラス試料の耐熱強度を測定する方
法において、該発熱体の弾性率を５０〜５００ＭＰａと
し、さらにガラス試料を加熱した後ガラス試料が割れる
までの時間を７秒以内にして割れる時点のガラス試料に
付加された応力を測定することを特徴とする熱衝撃試験
方法である。
【０００８】ガラス試料の片面のみを急激に加熱して、
短時間で測定することにより、輻射熱の影響をほとんど
受けないようにして、ガラス試料内の伝熱に起因する試
験誤差を小さくして、試験を精度良く実施できるように
するものである。ガラス試料を急激に加熱するためのガ
ラス試料に密着させた発熱体は、ガラス試料の昇温以上
の速度で発熱させるものである。このため、試験中に、
ガラス試料と発熱体が密着させて試験精度を確保するた
めに、測定時間と発熱体の弾性率を制限するものであ
る。
短時間で測定することにより、輻射熱の影響をほとんど
受けないようにして、ガラス試料内の伝熱に起因する試
験誤差を小さくして、試験を精度良く実施できるように
するものである。ガラス試料を急激に加熱するためのガ
ラス試料に密着させた発熱体は、ガラス試料の昇温以上
の速度で発熱させるものである。このため、試験中に、
ガラス試料と発熱体が密着させて試験精度を確保するた
めに、測定時間と発熱体の弾性率を制限するものであ
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】ガラス試料の片面に発熱体を密着
させてガラス試料を加熱させ、ガラス試料に熱応力を発
生させ、ガラス材料の熱衝撃を試験するものである。特
に、建築や車両に使用されている板ガラス類の熱衝撃を
試験する方法である。
させてガラス試料を加熱させ、ガラス試料に熱応力を発
生させ、ガラス材料の熱衝撃を試験するものである。特
に、建築や車両に使用されている板ガラス類の熱衝撃を
試験する方法である。
【００１０】熱衝撃値は、急激な熱付加により発生する
反力を測定することにより求められ、熱応力によってガ
ラス試料が割れたときの熱応力の値とガラス試料に生じ
た温度差とが影響する。
反力を測定することにより求められ、熱応力によってガ
ラス試料が割れたときの熱応力の値とガラス試料に生じ
た温度差とが影響する。
【００１１】ガラス試料は長方形の板を用い、該ガラス
試料の平滑な片面に平板の発熱体の平滑な面を重ね合わ
せるようにして密着させる。
試料の平滑な片面に平板の発熱体の平滑な面を重ね合わ
せるようにして密着させる。
【００１２】発熱体はニッケル、クロム、タングステン
および白金などの金属材料、もしくは窒化物、炭化物お
よびほう化物等の導電性セラミックス材料などを平板の
形に成型して使用することが望ましい。
および白金などの金属材料、もしくは窒化物、炭化物お
よびほう化物等の導電性セラミックス材料などを平板の
形に成型して使用することが望ましい。
【００１３】発熱体に電気を流して発熱体を発熱させ
る。発熱の温度制御は電圧あるいは電流で行う。
る。発熱の温度制御は電圧あるいは電流で行う。
【００１４】ガラス材料は多孔質のセラミックスに較
べ、熱伝導率が大きくまた熱輻射も透過する。このた
め、ガラス試料に大きな温度差を発生するために、発熱
体を短時間に高温にし、ガラス試料に短時間で温度差を
発生させて、ガラス試料の熱伝導や熱輻射の透過による
誤差を小さくする。従って、試験において、ガラス試料
の加熱後、熱応力によってガラス試料が割れるまでの時
間は７秒以下にすることが望ましく、好ましくは５秒以
下にする。該時間を７秒以下にするには、発熱体の材
質、厚さを適宜選び適切な抵抗値とすればよい。
べ、熱伝導率が大きくまた熱輻射も透過する。このた
め、ガラス試料に大きな温度差を発生するために、発熱
体を短時間に高温にし、ガラス試料に短時間で温度差を
発生させて、ガラス試料の熱伝導や熱輻射の透過による
誤差を小さくする。従って、試験において、ガラス試料
の加熱後、熱応力によってガラス試料が割れるまでの時
間は７秒以下にすることが望ましく、好ましくは５秒以
下にする。該時間を７秒以下にするには、発熱体の材
質、厚さを適宜選び適切な抵抗値とすればよい。
【００１５】発熱体に電流を流した時からガラスの破壊
までを０．０５秒毎に記録して測定する。ガラスの破壊
は、ガラスに対して与えている機械的負荷の急激な減少
を検知することにより知ることができる。
までを０．０５秒毎に記録して測定する。ガラスの破壊
は、ガラスに対して与えている機械的負荷の急激な減少
を検知することにより知ることができる。
【００１６】発熱体によって加熱されたガラス試料の発
熱体を密着させた面と発熱体を密着させない面の温度
は、熱電対温度計、抵抗線温度計もしくはサーミスタ温
度計などで測定する。
熱体を密着させた面と発熱体を密着させない面の温度
は、熱電対温度計、抵抗線温度計もしくはサーミスタ温
度計などで測定する。
【００１７】ガラス材料は輻射熱を透過するため、発熱
体を密着させない面の温度はなるべく熱輻射を吸収しな
い温度センサーを用いることが好ましい。
体を密着させない面の温度はなるべく熱輻射を吸収しな
い温度センサーを用いることが好ましい。
【００１８】ガラス試料を発熱体で加熱して、ガラス試
料に熱応力を発生させる。このとき長方形のガラス試料
を長手方向に３点で支持し、ガラス試料の長手方向の中
央を、３点支持の中央の支持に合わせる。
料に熱応力を発生させる。このとき長方形のガラス試料
を長手方向に３点で支持し、ガラス試料の長手方向の中
央を、３点支持の中央の支持に合わせる。
【００１９】ガラス試料に発生した熱応力によってガラ
ス試料が変形し、このときの変形させる力を反力とし
て、ロードセルなどを用いて測定する。
ス試料が変形し、このときの変形させる力を反力とし
て、ロードセルなどを用いて測定する。
【００２０】ガラス試料の支持やロードセルによる反力
の測定は、材料の強度試験に用いられている引っ張り試
験機もしくは圧縮試験機などを用いてもよい。
の測定は、材料の強度試験に用いられている引っ張り試
験機もしくは圧縮試験機などを用いてもよい。
【００２１】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説
明する。
明する。
【００２２】図１は本発明によるガラスの熱衝撃試験の
概略図である。図１の（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は
平面図である。
概略図である。図１の（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は
平面図である。
【００２３】ガラス試料１は厚み３ｍｍの透明なフロー
ト板ガラスで、長さＬ１が５０ｍｍ、幅Ｗ２が１０ｍｍ
のものを用いた。なお、熱衝撃値はガラス試料の端面処
理の影響を大きく受けるので、ガラス試料の端面を＃４
００で研磨処理した。
ト板ガラスで、長さＬ１が５０ｍｍ、幅Ｗ２が１０ｍｍ
のものを用いた。なお、熱衝撃値はガラス試料の端面処
理の影響を大きく受けるので、ガラス試料の端面を＃４
００で研磨処理した。
【００２４】ガラス試料１に密着させた発熱体２はニッ
ケル、クロム、タングステンおよび白金などの合金、も
しく炭化物およびほう化物等の導電性セラミックス材料
などを用い、幅Ｗ２が４ｍｍ厚みｄ１は０．４ｍｍとし
た。
ケル、クロム、タングステンおよび白金などの合金、も
しく炭化物およびほう化物等の導電性セラミックス材料
などを用い、幅Ｗ２が４ｍｍ厚みｄ１は０．４ｍｍとし
た。
【００２５】発熱体２を密着させたガラス試料１を引っ
張り試験機の３点支持４，５、６（４，５の距離Ｌ２は
３０ｍｍ）にセットして、発熱体を通電して熱応力を発
生させ、ロードセル３でガラス試料に発生した熱応力に
よってガラス試料が変形する反力を測定した。支持点
４，５，６にはジルコニア製の３ｍｍの円柱を用いた。
張り試験機の３点支持４，５、６（４，５の距離Ｌ２は
３０ｍｍ）にセットして、発熱体を通電して熱応力を発
生させ、ロードセル３でガラス試料に発生した熱応力に
よってガラス試料が変形する反力を測定した。支持点
４，５，６にはジルコニア製の３ｍｍの円柱を用いた。
【００２６】ガラス試料の温度は熱電対温度計で測定し
た。
た。
【００２７】表１は発熱体の弾性率と発熱体の温度制御
のための通電量を変えて行った実施例１から実施例５お
よび比較例１から比較例３の結果を示すものである。
のための通電量を変えて行った実施例１から実施例５お
よび比較例１から比較例３の結果を示すものである。
【００２８】実施例１から実施例５で得られた熱衝撃値
は、２０〜３０ＭＰａであり、従来の水中投下法による
測定結果や、伝熱モードが液体温度にほとんどんしない
シリコン油の中に投下して注意深く熱衝撃値を求めた結
果（論文：荒谷、佐藤「鉱油及び溶融無機塩の熱伝達率
と温度及び動粘性係数に関する実験的研究」Journal of
Ceramic Society Japan 103[4] 365-369 1995）と比較
し、妥当な値が得られた。
は、２０〜３０ＭＰａであり、従来の水中投下法による
測定結果や、伝熱モードが液体温度にほとんどんしない
シリコン油の中に投下して注意深く熱衝撃値を求めた結
果（論文：荒谷、佐藤「鉱油及び溶融無機塩の熱伝達率
と温度及び動粘性係数に関する実験的研究」Journal of
Ceramic Society Japan 103[4] 365-369 1995）と比較
し、妥当な値が得られた。
【００２９】比較例１においては、発熱体にガラスが融
着したため試験が出来なかった。また比較例２では熱衝
撃値が大きすぎ、比較例３では熱衝撃値が小さすぎ、妥
当なあ値が得られなかった。
着したため試験が出来なかった。また比較例２では熱衝
撃値が大きすぎ、比較例３では熱衝撃値が小さすぎ、妥
当なあ値が得られなかった。
【００３０】得られた熱衝撃値の妥当性から、試験をす
る時間は７秒以下にすることと、発熱体の弾性率を５０
〜５００ＭＰａとすることにより、ガラス材料の熱衝撃
試験が行えることを見出した。
る時間は７秒以下にすることと、発熱体の弾性率を５０
〜５００ＭＰａとすることにより、ガラス材料の熱衝撃
試験が行えることを見出した。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【発明の効果】本発明の熱衝撃試験方法は、きわめて容
易にガラス材料の熱衝撃試験を行え、熱割れなどの熱的
な強度の検討が簡単に出来る。
易にガラス材料の熱衝撃試験を行え、熱割れなどの熱的
な強度の検討が簡単に出来る。
【図１】本発明による熱衝撃試験の測定方法の概略を示
す側面図（Ａ）および平面図（Ｂ）。
す側面図（Ａ）および平面図（Ｂ）。
【符号の説明】 １ ガラス試料 ２ 発熱体 ３ ロードセル ４、５ ガラス試料の両端の支持部 ６ ガラス試料の中央の支持部
Claims (1)
- 【請求項１】直方体ガラス試料の片面に平板の発熱体を
密着させ、該発熱体でガラス試料を加熱することによ
り、熱応力を発生させて熱衝撃によりガラス試料の耐熱
強度を測定する方法において、該発熱体の弾性率を５０
〜５００ＭＰａとし、さらにガラス試料を加熱した後ガ
ラス試料が割れるまでの時間を７秒以内にして割れる時
点のガラス試料に付加された応力を測定することを特徴
とする熱衝撃試験方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28697199A JP3604601B2 (ja) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | ガラスの熱衝撃試験方法及び熱衝撃試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28697199A JP3604601B2 (ja) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | ガラスの熱衝撃試験方法及び熱衝撃試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001108591A true JP2001108591A (ja) | 2001-04-20 |
| JP3604601B2 JP3604601B2 (ja) | 2004-12-22 |
Family
ID=17711338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28697199A Expired - Fee Related JP3604601B2 (ja) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | ガラスの熱衝撃試験方法及び熱衝撃試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3604601B2 (ja) |
-
1999
- 1999-10-07 JP JP28697199A patent/JP3604601B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3604601B2 (ja) | 2004-12-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Smith et al. | High temperature nanoscale mechanical property measurements | |
| JP2008309729A (ja) | 熱伝導率測定装置および熱伝導率測定方法 | |
| EP2176638B1 (en) | Fluid probe | |
| Nagai et al. | Thermal conductivity measurement of molten silicon by a hot-disk method in short-duration microgravity environments | |
| EP0052857B1 (en) | Hardness tester | |
| US7377687B2 (en) | Fluid temperature measurement | |
| JP3604601B2 (ja) | ガラスの熱衝撃試験方法及び熱衝撃試験装置 | |
| JP4454450B2 (ja) | 熱衝撃試験方法 | |
| JP3687030B2 (ja) | 微小表面温度分布計測法およびそのための装置 | |
| JP3794906B2 (ja) | 熱衝撃試験装置 | |
| JP3939334B2 (ja) | 熱衝撃試験装置 | |
| JP3508991B2 (ja) | セラミックス焼結体の耐熱疲労性テスト方法及びその装置 | |
| EP3253176B1 (en) | Thick film element coated with substrate and having high heat-conduction capability | |
| JP2008224496A (ja) | 熱物性測定装置、および熱物性測定方法 | |
| JP5176848B2 (ja) | 耐火物の弾性率の測定方法および耐火物の選定方法 | |
| JP2009257846A (ja) | 熱浸透率の評価方法 | |
| JP2003121459A (ja) | 電気特性測定装置及び測定方法 | |
| JP2007057430A (ja) | 接触式温度計 | |
| JP4273265B2 (ja) | 高温液状物質の熱伝導度測定用センサー | |
| JP4243216B2 (ja) | ウェハ支持部材 | |
| JP3547046B2 (ja) | 熱伝導率測定用プローブ | |
| JP4009138B2 (ja) | ウエハ支持部材 | |
| JPH07248285A (ja) | 表面物性評価装置 | |
| JPH0718826B2 (ja) | 熱伝導率測定方法 | |
| KR100614674B1 (ko) | 비열측정형 진공게이지 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040615 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040720 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040812 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040928 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040929 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071008 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081008 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081008 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091008 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091008 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091008 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |