【発明の詳細な説明】
板状試料の一方のＩＩを例えばレーザ光のような輻射線
で瞬間的に照射して他方の面の温度１郷を観測し、その
温度が最大値の例えげ８分の１に達するまての時間と上
記試料の厚みと良よって、熱拡散率を１１企することが
できる。このようなフラッシュ法熱拡散率測定において
、試料表面の温度が異状に上昇することなく、シかも裏
面に適当な温度上昇を生ずるようにするために醪、輻射
線の照射時間を大きくしなければならな−が、この場合
はその波形並びに試料裏面の温度が最大値の２分のＩＫ
達するまでの時間に応じて測定値に補正を加える必要が
あ島４＃Ｍｈ、従って仁の捕正量が装置毎に相違するだ
けでなく、更に測定毎に相違するから、補正の操作が極
めて煩雑であった。本発明はこのような欠点を除失して
、測定毎に補正を行う必要のなφ方法を提供するもので
、以下これにつ−て評絖する。[Detailed description of the invention] One side II of the plate-shaped sample is instantaneously irradiated with radiation such as a laser beam, the temperature of the other side is observed at 1, and the temperature is the maximum value. The thermal diffusivity can be estimated to be 11 depending on the time taken to reach 1/2 and the thickness of the sample. In such flash method thermal diffusivity measurements, it is necessary to increase the irradiation time of the moromi and radiation in order to generate an appropriate temperature rise on the back side without causing an abnormal rise in temperature on the surface of the sample. However, in this case, the waveform and the temperature on the back side of the sample are half of the maximum value.
It is necessary to make corrections to the measured values according to the time it takes to reach 4#Mh, so the amount of particles captured not only differs from device to device, but also from measurement to measurement, making the correction operation extremely difficult. It was complicated. The present invention eliminates these drawbacks and provides a φ method that does not require correction for each measurement, and will be evaluated below.
第１図のように例え社円板状をなした試料１の一方のｗ
ｉに矢印怠で示したようにレーザ光を均一な強度をもっ
て瞬間的に照射し、他方のＩＩＫ添着した熱電対接点Ｓ
によってその温度上昇を測定する。１１！怠図は時間−
と上記レーず光の強度り並びに試料１の下面の温度Ｔの
関係を示した曲線−および−を示したもので、第１図に
曲Ｓ−を拡大して示しである。第を図における曲Ｈｅの
極大値を戸とすると１ｗ１曲線がり、に達する時刻をＩ
宇また試料１の厚さをＩ、定数をに・とすると、上記試
料の熱拡散率１１１は
五〇を示し丸亀のて、試料を照射する輻射線の時間幅を
τとＬｌまたｔＹを−とすると自横軸にＦｌ、にをとっ
である。水平線ムは第２図における曲線ａの時間幅ｔが
極めて小さ一場合で、上記１．に関係なく Ｋ、はＯ，
１３ａａの一定値を有する。また曲線Ｂ、０゜Ｄ、Ｈは
何れも時間幅てが比較的大暑−場合で、輻射Ｓ−の波形
をそれぞれ第Ｓ図の三角波ｈ ｌ’ｌ矩形波ｄおよび三
角波−と仮定Ｌｌものである。このように定数１．瞠輻
射ＩＩＡの波形に関係なく、はぼ直線的に変化し、かつ
力、が０のとｆｌは０・１３８８の値を有する０従って
上記直線の傾きをりとするとか成立し、ｑτを９とする
と（１）式からま光試料を照射する輻射線の波ｇ−をＩ
σ）とすると、第２図に示した試料裏面の温度上昇曲線
−はおける時間−の原点は輻射線の波形−の立上り点で
あるが、その原点を前記時間りだけ遅らせ九とすると、
（番）式は
と表わされる。この（・８）式をテーラ−展開してとな
るようにすると、１次の項が消えることがわかる。すな
わち上記（６）式て与えられるりは波形ａの重心の位置
に相当するものである。このような位置管時間軸の原点
として曲線−の値がその極大値ｐの６となる時間を観測
すると、前記第（３）式から明らかなように、波形ａｓ
Ｏ形に関係なく定数に、を常ｒ： ｏ、ｚｓａａと置（
ことがで愈る−１にお（６）式ｔ）２次以降の項のため
に多少の誤差を生ずるが一惇が％の怠倍以狐の範囲にお
いてその鏡差は１〜２４以下であることが計算によって
判明している・以上説明したように本発明は、試料裏面
の温度上昇曲Ｓを観測する時間軸の原点をへ験試料の表
面に照射する輻射線の立上り時点から第（６）式で与え
られる時間りだけ遅らせるものて、これによって測定＠
に補正を加える必要がなく、前記１’！（１）式の定数
！・を常に一定の値とすることができるから、測定が極
めて容易である。かつ試料管照射する輻射線の時間幅を
着しく小さくする必要も除かれるから、試料を厚（して
その表１１に充分大きなエネルギを与えることにより裏
面の温度上昇を大龜くして、精密な測定を行うことがｃ
ｌする。を先試料裏面の温度層Ｗ！曲線を利用して試料
よりの輻射等による熱損失あるーは入射エネにギの分布
に対する補正を行うこともあるが、このような場合にも
時間軸の原点を上述のよらに設定することによって、厳
密な補正管行うことがで自る０As shown in Figure 1, one w of sample 1, which is shaped like a disk,
As shown by the arrow in i, laser light is irradiated instantaneously with uniform intensity, and the other IIK-attached thermocouple contact S
The temperature rise is measured by 11! Lazy diagram is time.
1 shows curves showing the relationship between the intensity of the laser beam and the temperature T of the lower surface of the sample 1. FIG. 1 shows an enlarged view of the curve S-. If the maximum value of the song He in the figure is the door, then the 1w1 curve curves, and the time when it reaches I is
In addition, if the thickness of sample 1 is I, and the constant is Then, the horizontal axis is Fl and . The horizontal line M corresponds to the case where the time width t of the curve a in FIG. 2 is extremely small. Regardless of K, is O,
It has a constant value of 13aa. In addition, curves B, 0°D, and H are all obtained when the time width is relatively hot, and the waveforms of the radiation S- are assumed to be the triangular wave h, l'l rectangular wave d, and triangular wave Ll in Figure S, respectively. be. In this way, the constant 1. Regardless of the waveform of the radiation IIA, it changes almost linearly, and when the force is 0, fl has a value of 0.1388. Then, from equation (1), the wave g of the radiation irradiating the optical sample is I
σ), the origin of the temperature rise curve on the back side of the sample shown in Fig. 2 is the rising point of the radiation waveform, but if the origin is delayed by the aforementioned time and set to 9, then
The formula (number) is expressed as. It can be seen that when this equation (.8) is expanded by Taylor, the first-order term disappears. That is, the value given by equation (6) above corresponds to the position of the center of gravity of waveform a. If we observe the time when the value of the curve - reaches its maximum value p of 6 as the origin of the time axis of the position tube, as is clear from equation (3) above, the waveform as
Regardless of the O type, always set r: o, zsaa as a constant (
(6) t) There will be some error due to the quadratic and later terms in -1, but since the error is %, the mirror difference is 1 to 24 or less in the range of %. It has been found through calculations that there is a 6) Delay by the time given by the formula, and measure by this @
There is no need to add correction to the above 1'! (1) Constant of formula!・can always be kept at a constant value, making measurement extremely easy. In addition, since it is not necessary to carefully reduce the time width of the radiation irradiating the sample tube, it is possible to increase the temperature of the back surface by giving a sufficiently large amount of energy to the front surface of the sample, thereby making it possible to perform precise measurements. It is c
I do it. The temperature layer on the back of the sample W! The curve may be used to compensate for the distribution of heat loss due to radiation from the sample, etc., in the incident energy, but in such cases, by setting the origin of the time axis as described above, , it is possible to perform a strict correction tube at 0
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は本発明の方法を実施する装置の構成を示した図
、第Ｒ図は試料を照射する輻射線の強度曲線並びに試料
裏面の温度曲線の一例、第３図は試料を照射する輻射線
の強度曲線、第４図は定数ｗｅを示した線図である。な
お図にむ−て、ＩＦｉ試料、ｊ！け試料の表面を照射す
るレーず光を示した矢印、Ｓは熱気対接点である。
特許出願人 理学電機株式金社Fig. 1 is a diagram showing the configuration of an apparatus for carrying out the method of the present invention, Fig. R is an example of the intensity curve of the radiation irradiating the sample and the temperature curve on the back side of the sample, and Fig. 3 is an example of the radiation intensity curve irradiating the sample. Line intensity curve, FIG. 4 is a diagram showing the constant we. In addition, the IFi sample, j! The arrow S indicates the laser light irradiating the surface of the sample, and S is the point of contact with the hot air. Patent applicant: Rigaku Denki Co., Ltd.