JP2002116167A - 熱伝導率測定装置及び測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異方性材料の熱伝導率測定において、試験体
の厚さ方向の熱伝導率を測定するとともに、試験体を短
冊状に切りだすことなく、試験体の平面方向の熱伝導率
を精度よく求めることができる熱伝導率測定装置及びこ
れを用いた熱伝導率の測定方法を提供すること。 【解決手段】 試験体１ａの一方の面に熱を流入させる
加熱手段５と、試験体１ｂの他方の面から熱を流出させ
る放熱手段６と、試験体１ａ、１ｂの両面の温度測定す
る試験体面部測定手段７、８と、試験体１ａ、１ｂ中に
配置し、試験体に熱を伝播させる線状発熱体３と、試験
体中で且つ線状発熱体の近傍の温度を測定する温度測定
手段４とを有する熱伝導率測定装置１０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、耐熱材
料、耐火材料等の熱絶縁材料の熱伝導率を測定する熱伝
導率測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、物質の熱伝導率は、その物質（試
験体）に熱を流すことで測定される。その測定法として
は、平板直接法（ＧＨＰ法）、平板熱流計法、周期加熱
法及び細線加熱法等がある。平板直接法及び平板熱流計
法は、平板状（直方体）である試験体の厚さ方向の熱伝
導率を測定するもので、試験体の一方の面を高温度と
し、他方の面を低温度とすると、高温度である一方の面
（加熱側）から低温度である他方の面（低温側）に向か
って、すなわち、厚さ方向に所定の熱量が流れる。 この場合、次式計算式；Ｑ＝（λ／ｄ）（θ_H −θ_L ） （Ｉ） （θ_H ：加熱側の温度、θ_L ：放熱側の温度、ｄ：試験
体の厚さ、Ｑ：試験体に流れる単位面積、単位時間当た
りの熱量、λ：熱伝導率をそれぞれ示す。）の関係が成
り立つ。ここで、前記Ｑは、平板直接法においては、高
温側を加熱するヒータの発熱量から測定し、平板熱流計
法においては、熱流計の起電力を測定することにより測
定する。また、θ_H 及びθ_L は熱電対により測定するこ
とができ、さらに予め試験体の厚さｄが分かっていれ
ば、熱伝導率λを算出することができる。このような平
板直接法及び平板熱流計法により熱伝導率λを測定する
方法及び測定装置は、JIS A 1412( 熱絶縁材料の熱伝導
率及び熱抵抗の測定方法)に詳述されている。

【０００３】周期加熱法は熱拡散率を測定する方法であ
り、位相差法と振幅法のふたつの方法がある。位相差法
は一方の面に温度波を与え、その波が試験体内部を伝播
する際の時間的遅れ、すなわち位相差から熱拡散率を求
める方法であり、振幅法は、温度波が伝播する際の減衰
率から熱拡散率を求める方法である。いずれの方法にお
いても、熱拡散率に比熱と密度を掛け算することで熱伝
導率が求められる。このような周期加熱法により熱伝導
率λを測定する方法及び測定装置は、例えば、熱物性第
13巻、第4 号（1999),264 〜270 頁に詳述されている。

【０００４】細線加熱法は、非定常熱線法とも言われ、
試験体の大きさを無限大と見なせるほどの細線もしくは
熱線等の線状発熱体を、例えば電源により、所定の時間
加熱し、その温度上昇及び前記線状発熱体の発熱量から
熱伝導率を測定する方法である。線状発熱体を加熱した
際、該線状発熱体から発生した熱は同心円状に伝搬し、
該線状発熱体が単位時間あたりに発熱する熱量をＱ’
（単位はワットＷ）、熱電対などの温度測定手段で測定
した発熱開始後の時刻ｔ₁ とｔ₂ における温度をそれぞ
れ、θ₁ 、θ₂ とし、熱線の長さをＬとすると、試験体
の熱伝導率λは、次式計算式； ；λ＝（Ｑ’／４πＬ）×｛ｌｏｇ（ｔ₂ ／ｔ₁ ）／
（θ₂ −θ₁ ）｝ が成立し、これにより熱伝導率λを求めることができ
る。細線加熱法は、ウレタン、ケイ酸カルシウム保温材
等の等方性材料の測定には適しているものの、異方性材
料の測定においては、線状発熱体からの熱が同心円状に
伝播しないため、上記式が成り立たず、精度のよい測定
を行うことはできない。

【０００５】熱伝導率が測定される試験体には、等方性
材料の他、繊維質断熱材等の異方性材料がある。異方性
材料の熱伝導率を把握することは、材料開発において非
常に重要であり、異方性材料の熱伝導率は前記の平板直
接法（ＧＨＰ法）、平板熱流計法及び周期加熱法などの
手法により測定されている。しかし、これらの測定方法
では、熱流方向（試験体の厚さ方向）の熱伝導率を測定
することはできるものの、試験体の厚さ方向に対して垂
直な方向である平面方向の熱伝導率を測定することはで
きない。

【０００６】そこで、異方性材料の平面方向の熱伝導率
を測定するためには、試験体の厚さ方向の熱伝導率を測
定した後、該試験体を短冊状に切りだし９０度回転させ
平面方向が厚さ方向になるように再配列し、この再配列
された試験体の厚さ方向の熱伝導率を測定する必要があ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、試験体
を短冊状に切りだし新たな試験体を調製する方法は、切
りだし面同士に隙間ができたり、回転させた後の各短冊
に高さのばらつきができたり、試験体の表面に凹凸を作
り出す恐れがあり、精度よく測定できる試験体を調製す
るためには熟練を要するという問題がある。そのため、
試験体を切り出すことなく、試験体の厚さ方向及び平面
方向の熱伝導率を求めることができる熱伝導率測定装置
及びその測定方法が求められている。

【０００８】従って、本発明の目的は、異方性材料の熱
伝導率測定において、試験体の厚さ方向の熱伝導率を測
定するとともに、試験体を短冊状に切りだすことなく、
試験体の平面方向の熱伝導率を精度よく求めることがで
きる熱伝導率測定装置及びこれを用いた熱伝導率の測定
方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる実情において、本
発明者等は鋭意検討を行った結果、異方性材料のうち、
平面配向性を有する材料であれば、細線加熱法による熱
の伝播の理論式が適用でき、それから導き出される修正
式が使用できること、従って、一つの装置内に細線加熱
法の発熱体と、平板直接法等のヒータや熱電対などを配
置すれば、試験体を装置内において移動させることなく
そのままで試験体の深さ方向と同時に平面方向の熱伝導
率が測定できること等を見出し、本発明を完成するに至
った。

【００１０】すなわち、本発明の請求項１は、試験体の
一方の面に熱を流入させるか、又は温度波を供給する加
熱手段と、前記試験体の他方の面から熱を流出させる
か、又は温度波を吸収する放熱手段と、前記試験体の両
面の温度、前記試験体通過熱量、又は前記試験体の両面
間の熱伝播位相差若しくは前記試験体の両面間の温度波
の振幅の減衰率を測定する試験体面部測定手段と、前記
試験体中に配置し、前記試験体に熱を伝播させる線状発
熱体と、前記試験体中で且つ、線状発熱体の近傍の温度
を測定する温度測定手段とを有する熱伝導率測定装置を
提供するものである。

【００１１】また、本発明の請求項２は、前記熱伝導率
測定装置を用いて熱伝導率を測定する方法であって、前
記加熱手段によって試験体中に熱を流入させるか、又は
温度波を供給し、前記放熱手段により試験体中から熱を
流出させるか、又は温度波を吸収することにより試験体
中に熱を流して熱伝導率を測定する第１測定と、試験体
中に配置する線状発熱体を加熱し、前記温度測定手段に
より前記試験体中で且つ線状発熱体の近傍の温度を測定
することにより熱伝導率を測定する第２測定とを行い、
前記第１測定から第２測定への切替え、又は第２測定か
ら第１測定への切替えは、前記試験体を移動することな
く行う熱伝導率の測定方法を提供するものである。

【００１２】また、本発明の請求項３は、前記試験体は
平面配向性を有する試験体であって、第１測定結果の熱
伝導率λ_y 、第２測定結果の熱伝導率λ_h を次式
（１）； λ_x ＝λ_h ² ／λ_y （１） に代入して、前記試験体の平面方向の熱伝導率λ_x を求
める熱伝導率の測定方法を提供するものである。

【００１３】また、本発明の請求項４は、前記第１測定
の測定法は、周期加熱法、平板直接法、又は平板熱流計
法のいずれかであり、前記第２測定の測定法は、細線加
熱法である熱伝導率の測定方法を提供するものである。
なお、本発明において、細線加熱法には非定常熱線法も
含まれる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の熱伝導率測定装置を図１
〜図４を参照して説明する。図１は本実施の形態例にお
ける熱伝導率測定装置の概略図、図２は細線加熱法と周
期加熱法の測定を行う熱伝導率測定装置の中核部の概略
図、図３は平面配向性材料に適用される計算式を説明す
るための図、図４は細線加熱法と平板直接法の測定を行
う熱伝導率測定装置の中核部の概略図、図５は図４の中
心の縦断面を示す図、図６は細線加熱法と平板熱流計法
の測定を行う熱伝導率測定装置の中核部の概略図をそれ
ぞれ示す。

【００１５】熱伝導率測定装置１０は、試験体１の一方
の面に熱を流入させるか、又は温度波を供給する加熱手
段５と、試験体１の他方の面から熱を流出させるか、又
は温度波を吸収する放熱手段６と、試験体１の両面の温
度、前記試験体通過熱量、又は前記試験体の両面間の熱
伝播位相差若しくは前記試験体の両面間の温度波の振幅
の減衰率を測定する試験体面部測定手段７、８と、試験
体１中に配置し、試験体１に熱を伝播させる線状発熱体
３と、試験体１中で且つ、線状発熱体３の近傍の温度を
測定する温度測定手段４とを有し、更に試験体の側面部
には試験体１の側面からの熱の散逸を防ぐ目的で円筒状
ヒータ２を備える。そして、加熱手段５、放熱手段６、
線状発熱体３及び円筒状ヒータ２は、電源としての機能
発生器１１並びに温度調節器１２に電気的に接続されて
いる。更に、温度調節器１２、試験体面部測定手段７、
８及び温度測定手段４はスキャナ１３及びデジタル・マ
ルチメータ１４を経由してコンピュータ１５に電気的に
接続され、これらでデータを取り込み、処理を行い、コ
ンピュータ１５の出力装置に試験体１の熱伝導率を表示
させている。

【００１６】次いで、本発明の第１の実施の形態におけ
る熱伝導率測定装置を図２を参照して説明する。図２
は、周期加熱法及び細線加熱法による熱伝導率測定装置
の中核部２０ａの概略図である。150 ×150 ×25mmt の
試験体１ａと、同寸法の試験体１ｂは径0.3 ×150mm の
ニクロム線３と径0.1mm のＫタイプの熱電対４を挟みな
がら重ねられて試験体１を形成する。この時、ニクロム
線３は試験体１のほぼ中央を縦断し、熱電対４の測温部
分はニクロム線３の中心近傍にある。更に、試験体１は
上下から150 ×100 ×30mmt のヒータ５と、同寸法のヒ
ータ６で挟まれ、この時、径0.1mm のＫタイプの熱電対
７を試験体１ａとヒータ５で挟み、径0.1mm のＫタイプ
の熱電対８を試験体１ｂとヒータ６で挟む。中核部２０
ａ以外のその他の構成は図１と同じであるのでその説明
を省略する。

【００１７】試験体１ａ及び試験体１ｂは、異方性材料
の一種で、平面配向性を有する材料であれば、特に本発
明の効果が顕著に表れる。平面配向性の異方性材料とし
ては、例えば、ある平面内に繊維等がその平面方向に配
列する割合が高いが、該平面と直行する方向では配向性
が無くランダムに分布している材料、及びある一定の方
向にほとんどの繊維等が配列する、いわゆる規則正しく
束ねられた線香のような一軸配向の材料などが挙げられ
る。平面配向性を有する材料の具体例としては、例え
ば、アルミナシリカ繊維質、ロックウール及びグラスウ
ール等からなる無機断熱材、ナイロン等の有機繊維やカ
ーボン繊維からなる積層体や断熱材が挙げられる。これ
ら平面配向性の異方性材料は、ＳＥＭ（電子顕微鏡）や
光学顕微鏡等で容易に配向性を確認することができる。
また、平面配向性を有する材料を試験体とする場合、繊
維等の配向方向又は当該配向方向の直角方向を試験体の
平面とすればよい。

【００１８】第１の実施の形態における熱伝導率測定装
置を使用し、先ず、周期加熱法により試験体１１の熱伝
導率を測定する（第１測定）。測定は、ヒータ５に周期
的な電圧を加えることで試験体１ａの表面温度を周期的
に変化させ、ヒータ６により試験体１ｂの表面温度を一
定に制御する。熱電対７、８で温度波を計測し、その時
間的ずれ（位相差）、あるいは振幅の減衰比を測定し熱
拡散率を求める。その後、熱拡散率に比熱と密度を掛け
算することで試験体の厚さ方向における熱伝導率λ_y を
算出すればよい。

【００１９】次いで、細線加熱法により試験体１の熱伝
導率を測定する（第２測定）。先ず、円筒ヒータ２、ヒ
ータ５、６により試験体１ａ、１ｂを所定の温度にし、
温度勾配のない試験体とする。次いで、ニクロム線３に
一定電流を流し、所定時間後の熱線上昇温度を例えば、
０．５分後及び５分後のように２点以上測定し、時間と
温度上昇の関係式：λ＝(Q’/4πL)×｛log(t₂/t₁)/ (
θ₂-θ₁)｝（式中、記号は前記と同義である。）から熱
伝導率λ_h を求める。

【００２０】上記方法で得られた熱伝導率λ_y 及び熱伝
導率λ_h は次式（１）； λ_x ＝λ_h ² ／λ_y （１） に代入して、上記熱伝導率測定装置２０ａ内で試験体１
１を移動させること無く、試験体１１の平面方向の熱伝
導率λ_x を求めることができる。上記（１）は次のよう
にして導きだされたものである。

【００２１】図３（Ａ）は等方性の試験体Ｃを細線によ
り加熱した際の細線に対して垂直な断面における熱流拡
散の概略を示し、（Ｂ）は平面配向性の試験体Ｄを細線
により加熱した際の細線に対して垂直な断面における熱
流拡散の概略を示す。図中、ｙ軸は、試験体の厚さ方向
を示し、ｘ軸は試験体の平面方向を示す。図３（Ａ）に
示すように、等方性の試験体Ｃの断面において、細線３
から出る熱流は、細線３に対し同心円状に試験体内部を
拡散していく。一方、図３（Ｂ）に示すように、平面配
向性の試験体Ｄの断面において、細線から出る熱流は、
平面方向の伝搬の速さと、厚さ方向の伝搬の速さとが異
なるため、図に示すように楕円状に拡散する。平面配向
の試験体における熱拡散率と熱拡散面積に着目し、細線
加熱法により測定する該試験体の熱拡散率κ_h と、周期
加熱法、平板加熱法又は平板熱流計法により測定するこ
とができる該試験体の厚さ方向の熱拡散率κ_y と、求め
ようとする該試験体の熱拡散率κ_x との相互の関係を導
き、これにより熱伝導率λ _h 、λ_y 、及びλ_x の関係を
導く。

【００２２】図３（Ｂ）より、細線加熱法による平面配
向試験体Ｄの熱伝導率測定において、ある時間ｔにおい
て厚さ方向への熱拡散距離をａ、平面方向への熱拡散距
離をｂとすると、時間ｔにおける熱の拡散面積Ｓは、 Ｓ＝πａｂ （２） となる。従って、細線加熱法により測定する平面配向性
の試験体Ｄの熱拡散率κ _h は、 κ_h ＝πａｂ／ｔ （３） で定義される。一方、平面配向試験体Ｄの厚さ方向と同
じ熱拡散率κ_y を有する等方性の試験体Ｃを細線加熱法
により測定する場合、該試験体Ｃの熱拡散率は、κ_y と
等しくなる。この場合、熱線から出た熱流は、同心円状
に拡散し、ある時間ｔにおける熱拡散距離はａとなるた
め、時間ｔで拡散する面積Ｓ_y は、 Ｓ_y ＝πａ² （４） となる。従って、該試験体Ｃの熱拡散率、すなわち、平
面配向試験体Ｄの厚さ方向の熱拡散率κ_y は、下記計算
式（５）； κ_y ＝πａ² ／ｔ （５） で定義される。一方、平面配向試験体Ｄの平面方向と同
じ熱拡散率κ_x を有する等方性の試験体を細線加熱法に
より測定する場合、該試験体の熱拡散率は、κ_xと等し
くなる。この場合、熱線から出た熱流は、同心円状に拡
散し、ある時間ｔにおける熱拡散距離はｂとなるため、
時間ｔで拡散する面積Ｓ_x は、 Ｓ_x ＝πｂ² （６） となる。従って、該試験体の熱拡散率、すなわち、平面
配向試験体Ｄの平面方向の熱拡散率κ_x は、下記計算式
（７）； κ_x ＝πｂ² ／ｔ （７） と定義される。上記式（３）、（５）、及び（７）より
ａ、ｂを消去すると、 κ_h ＝（κ_y ×κ_x ）^1/2 （８） となる。熱拡散率と熱伝導率は比例関係にあることか
ら、平面配向試験体Ｄにおいて細線加熱法により求めた
熱伝導率をλ_h 、平面配向試験体Ｄにおいて厚さ方向の
熱伝導率をλ_y 、求めようとする平面配向試験体Ｄにお
ける平面方向の熱伝導率をλ_x とすれば、λ_h ＝（λ_y
×λ_x ）^1/2 となり、前記計算式（１）が得られる。従
って、細線加熱法によりλ_h を測定し、平板直接法、平
板熱流計法、又は周期加熱法によりλ_y を測定すれば、
前記計算式より平面方向の熱伝導率λ _x を求めることが
できる。

【００２３】第１の実施の形態例において、周期加熱法
により試験体１の熱伝導率を測定する第１測定と、細線
加熱法により試験体１の熱伝導率を測定する第２測定を
行う順序は特に制限されず、上記以外に第２測定を行っ
た後、第１測定を行ってもよい。また、試験体は１枚の
試験体であっても、複数枚の試験体であってもよい。試
験体が１枚の試験体の場合、試験体の厚さ方向の中心付
近に試験体を貫通する穴をあけ、該穴に熱線を通し、熱
線に対し約９０度の方向から熱線の付近まであけた穴に
熱電対を差し込んでもよい。熱線に対する熱電対の角度
は特に制限されず、電気的絶縁性があれば、同じ穴に熱
線と熱電対を通すことも可能である。また、試験体を製
作する際に、熱線と熱電対を試験体の平面方向と実質的
に垂直に予め埋め込んでおいてもよい。試験体が３枚の
試験体の場合、隣接する２枚の試験体を選び、当該２枚
の試験体間に前記と同様の方法で熱線と熱電対を挿入す
ればよい。

【００２４】次いで、本発明の第２の実施の形態におけ
る熱伝導率測定装置を図４を参照して説明する。図４
は、平板直接法及び細線加熱法による熱伝導率測定装置
の中核部２０ｂの概略図である。300 ×300 ×25mmt の
試験体１ａと、同寸法の試験体１ｂは径0.3 ×300mm の
ニクロム線３と径0.1mm のＫタイプの熱電対４を挟みな
がら重ねられて試験体１を形成する。この時、ニクロム
線３は試験体１のほぼ中央を縦断し、熱電対４の測温部
分はニクロム線３の中心近傍にある。更に、試験体１は
上下から150 ×150 ×15mmt の主ヒータ５ａと、300 ×
300 ×15mmt の中心部分150 ×150 ×15mmt がくり抜か
れた保護ヒータ５ｂと、300 ×300 ×15mmt のヒータ６
ａで挟まれ、この時、径0.1mm のＫタイプの熱電対７を
試験体１ａとヒータ５ａで挟み、径0.1mm のＫタイプの
熱電対８を試験体１ｂとヒータ６ａで挟む。ヒータ５
ａ、５ｂの上部には300 ×300 ×25mmt の断熱材９を挟
んで300 ×300 ×15mmtヒータ５ｃが設置されている。
中核部２０ｂ以外のその他の構成は図１と同じであるの
でその説明を省略する。

【００２５】次に、第２の実施の形態例の熱伝導率測定
装置を用いて、平板直接法により試験体１の熱伝導率を
測定する（第１測定）。先ず、各ヒータの電源を入れ
る。主ヒータ５ａ、保護ヒータ５ｂは試験体１中に熱流
を供給する。放熱側ヒータ６ａにより、放熱側ヒータ６
ａの発熱量と放熱側ヒータ６ａの周りに配置された放熱
部材への吸熱量をバランスさせる。これにより、放熱部
材を恒温体として機能させることができる。図５に示す
ように、ｘ方向に温度勾配のない試験体１を伝搬してき
た熱流を恒温体として機能する放熱部材の冷媒に吸収さ
せる。測定は、熱電対７、８により試験体の加熱側及び
放熱側の温度を測定し、加熱側の主ヒーター５ａの発熱
量を電力計などで熱量Ｑを測定することにより行う。熱
伝導率λ_yは、前記計算式（Ｉ）により求められる。

【００２６】次いで、測定される細線加熱法は第１の実
施の形態と同様にして行い、熱伝導率λ_h 、λ_x が求め
られる。第２の実施の形態例によれば、第１の実施の形
態例と同様、平面配向性を有する試験体を短冊状に切り
だすことなく、深さ方向の熱伝導率と共に、水平方向の
熱伝導率を簡易に求めることができる。

【００２７】本発明の第３の実施の形態における熱伝導
率測定装置を図６を参照して説明する。図６は、平板熱
流計法及び細線加熱法による熱伝導率測定装置の中核部
２０ｃの概略図である。図６において、図２と同一の構
成要素には同一の符号を付してその説明を省略し、図２
と異なる点について説明する。すなわち、図６中、図２
と異なるところは、試験体１ａの上部にヒータ５ｄが取
り付けられ、さらにヒータ５ｄと試験体１ａの間に熱流
計１６、試験体１ｂと放熱ヒータ６ａの間に熱流計１７
が取り付けられる点にある。

【００２８】平板熱流計法により試験体１の熱伝導率を
測定するには、先ず、熱電対７、８により試験体の加熱
側及び放熱側の温度を測定（第１測定）し、試験体を通
過する熱量を熱流計１６及び１７で測定することにより
行う。熱伝導率λ_y は、上記計算式（Ｉ）により求め
る。次いで、測定される細線加熱法は第１の実施の形態
と同様にして行い、熱伝導率λ_h 、λ_x が求められる。
第３の実施の形態例によれば、第１の実施の形態例と同
様、平面配向性を有する試験体を短冊状に切りだすこと
なく、深さ方向の熱伝導率と共に、水平方向の熱伝導率
を簡易に求めることができる。

【００２９】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明するが、これらは単に例示であって、本発明を制
限するものではない。

【００３０】実施例１ 図１及び図２に示す構造の熱伝導率測定装置を使用し
た。試験体は、アルミナシリカブランケット（嵩密度１
３０kg/m³ ）からなる平面配向性を有する繊維質断熱材
を用いた。測定温度約−１３０℃〜室温の範囲で５点を
とり、各温度において、先ず、細線加熱法により試験体
の熱伝導率λ_h を測定し、その後、試験体を移動するこ
となく、周期加熱法による熱伝導率λ_y の測定を行っ
た。これらの測定方法は前記第１の実施の形態例に示す
方法で行った。そして、λ_h 、λ_y を上記計算式（１）
に代入し、試験体の平面方向のλ_x を求めた。λ_h 、λ
_y 及び計算式で求められたλ_x の結果を図７に示す。

【００３１】参考例１ 図１及び図２に示す構造の熱伝導率測定装置を使用し
た。試験体は実施例１のものを使用した。実施例１の試
験体を短冊状に切りだし、装置内に９０度回転させ平面
方向が深さ方向になるように配列し、この配列された試
験体の厚さ方向の熱伝導率（実施例１の試験体の平面方
向の熱伝導率λ_x に該当）の測定を行った。なお、試験
体の短冊状の切りだし及び配列は慎重に行い、測定誤差
を極力低減させるように行った。結果を図７に併載す
る。

【００３２】図７から明らかなように、実施例１で求め
たλ_x の値は、参考例１で測定したλ_x の値とよく一致
しており、本発明の熱伝導率測定装置により、試験体を
動かすことなく、試験体の厚さ方向の熱伝導率を測定で
き、且つ試験体の平面方向の熱伝導率を精度よく求めら
れることがわかる。

【００３３】

【発明の効果】本発明の熱伝導率測定装置及び測定方法
によれば、平面配向を有する試験体の熱伝導率測定にお
いて、試験体の厚さ方向の熱伝導率を測定するととも
に、試験体を動かすことなく、試験体の平面方向の熱伝
導率を精度よく求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態例における熱伝導率測定装置の概
略図である。

【図２】細線加熱法と周期加熱法の測定を行う熱伝導率
測定装置の中核部の概略図である。

【図３】平面配向性材料に適用される計算式を説明する
ための図である。

【図４】細線加熱法と平板直接法の測定を行う熱伝導率
測定装置の中核部の概略図である。

【図５】図４の中心の縦断面を示す図である。

【図６】細線加熱法と平板熱流計法の測定を行う熱伝導
率測定装置の中核部の概略図である。

【図７】本発明の熱伝導率測定装置により求めた試験体
の平面方向の熱伝導率と、試験体の平均温度との関係を
示す図である。

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂ 試験体 ２ 円筒状ヒータ ３ 線状発熱体（ニクロム線） ４ 温度測定手段（熱電対） ５ 加熱手段（ヒータ） ６ 放熱手段（ヒータ） ７、８ 試験体面部測定手段（ニクロム線） １０ 熱伝導率測定装置 １１ 機能発生器 １２ 温度調節器 １３ スキャナ １４ デジタル・マルチメータ １５ コンピュータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試験体の一方の面に熱を流入させるか、
   又は温度波を供給する加熱手段と、前記試験体の他方の
   面から熱を流出させるか、又は温度波を吸収する放熱手
   段と、前記試験体の両面の温度、前記試験体通過熱量、
   又は前記試験体の両面間の熱伝播位相差若しくは前記試
   験体の両面間の温度波の振幅の減衰率を測定する試験体
   面部測定手段と、前記試験体中に配置し、前記試験体に
   熱を伝播させる線状発熱体と、前記試験体中で且つ線状
   発熱体の近傍の温度を測定する温度測定手段とを有する
   ことを特徴とする熱伝導率測定装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の熱伝導率測定装置を用い
   て熱伝導率を測定する方法であって、前記加熱手段によ
   って試験体中に熱を流入させるか、又は温度波を供給
   し、前記放熱手段により試験体中から熱を流出させる
   か、又は温度波を吸収することにより試験体中に熱を流
   して熱伝導率を測定する第１測定と、試験体中に配置す
   る線状発熱体を加熱し、前記温度測定手段により前記試
   験体中で且つ線状発熱体の近傍の温度を測定することに
   より熱伝導率を測定する第２測定とを行い、前記第１測
   定から第２測定への切替え、又は第２測定から第１測定
   への切替えは、前記試験体を移動することなく行うこと
   を特徴とする熱伝導率の測定方法。
3. 【請求項３】 前記試験体は平面配向性を有する試験体
   であって、第１測定結果の熱伝導率λ_y 、第２測定結果
   の熱伝導率λ_h を次式（１）； λ_x ＝λ_h ² ／λ_y （１） に代入して、前記試験体の平面方向の熱伝導率λ_x を求
   めることを特徴とする請求項２記載の熱伝導率の測定方
   法。
4. 【請求項４】 前記第１測定の測定法は、周期加熱法、
   平板直接法、又は平板熱流計法のいずれかであり、前記
   第２測定の測定法は、細線加熱法であることを特徴とす
   る請求項２又は３記載の熱伝導率の測定方法。