JPS60155950A - 交流カロリメトリによる熱拡散率測定方法及び装置 - Google Patents
交流カロリメトリによる熱拡散率測定方法及び装置Info
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- JPS60155950A JPS60155950A JP766584A JP766584A JPS60155950A JP S60155950 A JPS60155950 A JP S60155950A JP 766584 A JP766584 A JP 766584A JP 766584 A JP766584 A JP 766584A JP S60155950 A JPS60155950 A JP S60155950A
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- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は厚さが例えば０．５略以下の肉薄の試料板の厚
さと直角方向の熱拡散率をめる断続加熱による熱拡散率
測定方法及び装置に関する。
さと直角方向の熱拡散率をめる断続加熱による熱拡散率
測定方法及び装置に関する。
従来、熱拡散率の測定には種々の方法が考案されている
が、厚さが０．５鵠以下の肉薄の試料の厚さと直角方向
の熱拡散率をめることは不可能であった。しかし近年、
エレクトロニクスの技術の進歩にともない、薄い電気絶
縁物、たとえばセラミック板の上に半導体材料を０．５
闘以下の膜厚に蒸着することが多くなっており、これ等
の肉・簿・板状材料の熱的性質を知ることが必要になつ
−できた。
が、厚さが０．５鵠以下の肉薄の試料の厚さと直角方向
の熱拡散率をめることは不可能であった。しかし近年、
エレクトロニクスの技術の進歩にともない、薄い電気絶
縁物、たとえばセラミック板の上に半導体材料を０．５
闘以下の膜厚に蒸着することが多くなっており、これ等
の肉・簿・板状材料の熱的性質を知ることが必要になつ
−できた。
本発明は、かかる要求を満す熱拡散率の測定方法及び装
置を提供することをその目的とするもので、第１発明は
、厚さが一定の薄い被測定試料板の片面の一部を覆い部
材で覆った状態で該片面に一定振幅の熱エネルギを断続
照射し、被測定試料板の被遮蔽部における前記覆い部材
の端部から種々の距離の点の°交流温度Ｔ凹を測定し、
該距離を変数とする交流温度Ｔａｃ特性線の勾配値ｋを
め、次式 但しｆは熱エネルギの断続による交流周波数。
置を提供することをその目的とするもので、第１発明は
、厚さが一定の薄い被測定試料板の片面の一部を覆い部
材で覆った状態で該片面に一定振幅の熱エネルギを断続
照射し、被測定試料板の被遮蔽部における前記覆い部材
の端部から種々の距離の点の°交流温度Ｔ凹を測定し、
該距離を変数とする交流温度Ｔａｃ特性線の勾配値ｋを
め、次式 但しｆは熱エネルギの断続による交流周波数。
より前記被測定試料板の面方向への熱拡散率りを得るこ
とを特徴とし、第２発明は厚さが一定の薄い被測定試料
板の片面の一部を覆う覆い部材と、該覆い部材の上部か
ら一定振幅の熱エネルギを被測定試料板の片面に断続照
射するチョッパを付設した熱源と、該被測定試料板の被
遮蔽部に固着された熱電対と、該覆い部材の端部と熱電
対固着点との距離を測定するマイクロメータと、該熱電
対の交流出力を増幅するロックイン増幅器とから構成さ
れたことを特徴とする。
とを特徴とし、第２発明は厚さが一定の薄い被測定試料
板の片面の一部を覆う覆い部材と、該覆い部材の上部か
ら一定振幅の熱エネルギを被測定試料板の片面に断続照
射するチョッパを付設した熱源と、該被測定試料板の被
遮蔽部に固着された熱電対と、該覆い部材の端部と熱電
対固着点との距離を測定するマイクロメータと、該熱電
対の交流出力を増幅するロックイン増幅器とから構成さ
れたことを特徴とする。
以下本発明の実施例を図面につき説明する。
第１図及び第２図は本発明の測定装置の一実施例を示す
。同図において（１）は厚さが例えば（１１〜α５ｍ程
度の薄い被測定試料板で、該試料板（１）の上部には試
料板（１）の片面の一部を覆う覆い板（２）を試料板（
１）の面に沿って移動自在に配置し更に覆い板（２）の
上部にチョッパ（３）を付設した例えはタングステンラ
ンプのような熱源（４）を配置した◎該チョッパ（３）
は第２図示のように直径上の中心で回転自在に軸支され
、図示されないモータにより所定の回転数で回転される
半円形板から成る。（５）は前記覆い板（２）と連結さ
れたマイクロメータ、（６）は覆い板（２）で熱源（４
）の熱エネルギの照射から遮蔽される被測定試料板（１
）の面における、覆い板（２）の端部から距離りの点に
点溶接５１″″熱１対１・１熱１対（６）８例１ば゛１
、ランジスタからなるセンサ（７）の出力を参照信号と
す−る四ツクイン増幅器（８）に接続し、該ロックイン
増幅器（８）により熱電対（６）の交流出力を増幅する
ようにした。尚、被測定試料板（１）は、図示毎 しないが熱溶中に配置し、該試料板（１）から外へ熱が
逃げるときの熱抵抗Ｒを大とした。
。同図において（１）は厚さが例えば（１１〜α５ｍ程
度の薄い被測定試料板で、該試料板（１）の上部には試
料板（１）の片面の一部を覆う覆い板（２）を試料板（
１）の面に沿って移動自在に配置し更に覆い板（２）の
上部にチョッパ（３）を付設した例えはタングステンラ
ンプのような熱源（４）を配置した◎該チョッパ（３）
は第２図示のように直径上の中心で回転自在に軸支され
、図示されないモータにより所定の回転数で回転される
半円形板から成る。（５）は前記覆い板（２）と連結さ
れたマイクロメータ、（６）は覆い板（２）で熱源（４
）の熱エネルギの照射から遮蔽される被測定試料板（１
）の面における、覆い板（２）の端部から距離りの点に
点溶接５１″″熱１対１・１熱１対（６）８例１ば゛１
、ランジスタからなるセンサ（７）の出力を参照信号と
す−る四ツクイン増幅器（８）に接続し、該ロックイン
増幅器（８）により熱電対（６）の交流出力を増幅する
ようにした。尚、被測定試料板（１）は、図示毎 しないが熱溶中に配置し、該試料板（１）から外へ熱が
逃げるときの熱抵抗Ｒを大とした。
次に本発明による熱拡散率の測定方法及び装置の作動に
ついて説明する。
ついて説明する。
被測定試料板（１）の片面の露出部に、チョッパ（３）
により交流化された単位面積当り振幅Ｑの熱エネルギを
照射する。
により交流化された単位面積当り振幅Ｑの熱エネルギを
照射する。
このとき熱電対（６）で検出される交流温度Ｔａ。
は前記距離りの関数として次式で与えられる。
但し ｋＬ≧１ ””’°（１）
Ｒ８Ｋ ＞ １
Ｓは試料（１）の面方向への熱伝導率
またｋの逆数は熱拡散長さであり
に＝５”フτ ・・・・・（２）
但しｆはチョッパによる熱エネルギの交流周波数りは試
料（１）の面方向への熱拡散率 前記熱抵抗Ｒを大きくシ、また交流周波数をこの式から
明らかなように距離りにおける被測定試料（１）の交流
温度Ｔａｃの絶対値ＩＴ、ｌはＩＴ、１− 臀、 、−
ｋｓ ・・曲（４１であり、この値は熱電対（６）の出
力信号をロックイン増幅器（８）で増幅することにより
測定される。
料（１）の面方向への熱拡散率 前記熱抵抗Ｒを大きくシ、また交流周波数をこの式から
明らかなように距離りにおける被測定試料（１）の交流
温度Ｔａｃの絶対値ＩＴ、ｌはＩＴ、１− 臀、 、−
ｋｓ ・・曲（４１であり、この値は熱電対（６）の出
力信号をロックイン増幅器（８）で増幅することにより
測定される。
（４）式を変形すると
ｆＱ
ｌｏｇ １Ｔａａｌ −ｂｇ 、＊ −１ｃＬ ＝・・
・・（５）（５）式は一次式であり、ｋはＬを変数とす
る関数ｂｇｌＴａｃｌの勾配である。
・・（５）（５）式は一次式であり、ｋはＬを変数とす
る関数ｂｇｌＴａｃｌの勾配である。
かくてマイクロメータ（５）により覆い部材（２）を多
数回微動させ、その度毎の交流温度Ｔａａをロックイン
増幅器（８）の出力からめてプロットすると第３図示の
ように直線が得られるから、この直線の勾配からｋをめ
る。このに値を（２）式に代入し、熱拡散率りを得る。
数回微動させ、その度毎の交流温度Ｔａａをロックイン
増幅器（８）の出力からめてプロットすると第３図示の
ように直線が得られるから、この直線の勾配からｋをめ
る。このに値を（２）式に代入し、熱拡散率りを得る。
第５図示の特性は、厚さα１關のＡ＆０．につき交流周
波数１−１０Ｈ２、Ｉ＋ −ａ ７ ｍｉｃ Ｌテ測定
シタモノテアリ、これから得たｋを（２）式に代入し、
得られた熱拡散率りはα０７９８ ｃ＋Ｊ／Ｓｅｃでア
ッタ。
波数１−１０Ｈ２、Ｉ＋ −ａ ７ ｍｉｃ Ｌテ測定
シタモノテアリ、これから得たｋを（２）式に代入し、
得られた熱拡散率りはα０７９８ ｃ＋Ｊ／Ｓｅｃでア
ッタ。
このように本発明によるときは、厚さが例え、ばα５鵡
以下の肉薄の試料板の、厚さと直角方向の熱拡散率を得
ることができる効果を有する。
以下の肉薄の試料板の、厚さと直角方向の熱拡散率を得
ることができる効果を有する。
第１図は本発明装置の一実施例の線図、第２図は熱源及
び四ツクイン増幅器を除いた第１図の平面図、第３図は
覆い板の移動に対する試料板の交流温度の対数特性図を
示す。 （１）・・・被測定試料板 （２）・・・覆い部材（３
）・・・チョッパ （４１−・・熱 源（５）・・・マ
イクルメータ （６）・・・熱 電 対（７）・・・セ
ン サ （８）・・・四ツクイン増幅器特許出願人
八 １）−部 特許出願人 生 嶋 明 特許出願人 真空理工株式会社 特許出願人 新技術開発事業団 第１ 図 第２図 第３図 ド ア！ｌＬ （７，＋ｍ） 手続補正書 昭和 ５ｔＪ” ３月、ｌ？４ Ｂ 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第７６６５ 号 ２、発明の名称 断続力ｄ熱による熱拡散率測定方法及び装置３、補正を
する者 事件との関係 特許出願人 へ田一部 生嶋 明 真 空 理 工 株式会社 新技術開発事業団 ４６代 理 人 ６、補正の対象 明細書の「特許請求の範囲」「発明の詳細な説明」の欄 ７、 補正の内容 （１） 明細書の「特許請求の範囲」を別紙の通り訂正
する。 （２）同省第３頁第６行、同頁第７行、第５頁第８行、
第６頁第２行（２個所ン、同頁第９頁の「Ｔ＆ＣＪを「
Ｔ＊６’Ｊと訂正する。 （３） 同書第５頁第１０行の（１）式を次のように訂
正する。 （４） 同省第５頁第１２行「Ｒ２Ｈ）ＩＪ ｉ １Ｒ
８ｋ〉１」と訂正する。 （５）同書第５頁第１４行「熱拡散長さ」ヲ「熱拡散長
」と訂正する。 （６）同書Ｍ５頁第２０行の（３）式を次の通り訂正す
る。 （７） 同省第６頁第３行の（４）式を次の通り訂正す
る。 （８） 同省第６頁第７行の（５）式を次の通り訂正す
る。 （９）同省第６頁第１７行の「ＨｚＪを「ｍｚＪと訂正
する。 ２、特許請求の範囲 １、 厚さが一定の薄い被測定試料板の片面の一部を覆
い部材で覆った状態で該片面に一定振幅の熱エネルギを
断続照射し、被測定試料板の被遮蔽部における前記覆い
部材の端部から種々の距離の点の交流温度気を測定し、
該距離を変数とする交流温度Ｔａｃの対数の特性線の勾
配値ｋｆ：求め、次式 但しｆは熱エネルギの断続によ る交流周波数。 より前記被測定試料板の面方向への熱拡散率りを得るこ
とを特徴とする断続加熱による熱拡散率測定方法。 ２、厚さが一定の薄い被測定試料板の片面の一部を覆う
覆い部材と、該覆い部材の上部から一定振幅の熱エネル
ギを被測定試料板の片面に断続照射するチョッパを付設
した熱源と、該被測定試料板の被遮蔽部に固着された熱
電対と、該覆い部材の端部と熱電対固着点との距離を測
定するマイクロメータと、該熱電対の交流出力を増幅す
るロックイン増幅器とから構成されたことを特徴とする
断続加熱による熱拡散率測定装置。 手続補正書 昭和６簿３１部 日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５９年 特許願 第 ７６６５ 号２、発明の名称 断続加熱による熱拡散率測定方法及び装置５、補正 命
令の日付（自発） 昭和 年 月 日 ６、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ７、補正の内容 （１） 昭和５９年３月２４日付手続補正書により補正
された明細書第５頁第１０行〜第６頁第１行、 ＯＩ？ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・この式」を但し
、ｆ（＝ω／２π）はチョッパによる熱エネルギＱの交
流周波数 Ｃは試料（１）の単位体積当りの比熱 ｄは試料（１）の厚さ Ｄは試料（１）の面方向への熱拡散率 τｅは試料（１）から熱浴へ熱が逃げるのに要する緩和
時間 一前記緩和時間τｅを大きくすると、（１）式は次のよ
うになる、 π には熱拡散長の逆数である。 （２）式」と訂正する。 （２）同上書第６頁第３行の（４）式 と訂正する。 （３） 同上書第６頁第７行の（５）式と訂正する。
び四ツクイン増幅器を除いた第１図の平面図、第３図は
覆い板の移動に対する試料板の交流温度の対数特性図を
示す。 （１）・・・被測定試料板 （２）・・・覆い部材（３
）・・・チョッパ （４１−・・熱 源（５）・・・マ
イクルメータ （６）・・・熱 電 対（７）・・・セ
ン サ （８）・・・四ツクイン増幅器特許出願人
八 １）−部 特許出願人 生 嶋 明 特許出願人 真空理工株式会社 特許出願人 新技術開発事業団 第１ 図 第２図 第３図 ド ア！ｌＬ （７，＋ｍ） 手続補正書 昭和 ５ｔＪ” ３月、ｌ？４ Ｂ 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第７６６５ 号 ２、発明の名称 断続力ｄ熱による熱拡散率測定方法及び装置３、補正を
する者 事件との関係 特許出願人 へ田一部 生嶋 明 真 空 理 工 株式会社 新技術開発事業団 ４６代 理 人 ６、補正の対象 明細書の「特許請求の範囲」「発明の詳細な説明」の欄 ７、 補正の内容 （１） 明細書の「特許請求の範囲」を別紙の通り訂正
する。 （２）同省第３頁第６行、同頁第７行、第５頁第８行、
第６頁第２行（２個所ン、同頁第９頁の「Ｔ＆ＣＪを「
Ｔ＊６’Ｊと訂正する。 （３） 同書第５頁第１０行の（１）式を次のように訂
正する。 （４） 同省第５頁第１２行「Ｒ２Ｈ）ＩＪ ｉ １Ｒ
８ｋ〉１」と訂正する。 （５）同書第５頁第１４行「熱拡散長さ」ヲ「熱拡散長
」と訂正する。 （６）同書Ｍ５頁第２０行の（３）式を次の通り訂正す
る。 （７） 同省第６頁第３行の（４）式を次の通り訂正す
る。 （８） 同省第６頁第７行の（５）式を次の通り訂正す
る。 （９）同省第６頁第１７行の「ＨｚＪを「ｍｚＪと訂正
する。 ２、特許請求の範囲 １、 厚さが一定の薄い被測定試料板の片面の一部を覆
い部材で覆った状態で該片面に一定振幅の熱エネルギを
断続照射し、被測定試料板の被遮蔽部における前記覆い
部材の端部から種々の距離の点の交流温度気を測定し、
該距離を変数とする交流温度Ｔａｃの対数の特性線の勾
配値ｋｆ：求め、次式 但しｆは熱エネルギの断続によ る交流周波数。 より前記被測定試料板の面方向への熱拡散率りを得るこ
とを特徴とする断続加熱による熱拡散率測定方法。 ２、厚さが一定の薄い被測定試料板の片面の一部を覆う
覆い部材と、該覆い部材の上部から一定振幅の熱エネル
ギを被測定試料板の片面に断続照射するチョッパを付設
した熱源と、該被測定試料板の被遮蔽部に固着された熱
電対と、該覆い部材の端部と熱電対固着点との距離を測
定するマイクロメータと、該熱電対の交流出力を増幅す
るロックイン増幅器とから構成されたことを特徴とする
断続加熱による熱拡散率測定装置。 手続補正書 昭和６簿３１部 日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５９年 特許願 第 ７６６５ 号２、発明の名称 断続加熱による熱拡散率測定方法及び装置５、補正 命
令の日付（自発） 昭和 年 月 日 ６、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ７、補正の内容 （１） 昭和５９年３月２４日付手続補正書により補正
された明細書第５頁第１０行〜第６頁第１行、 ＯＩ？ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・この式」を但し
、ｆ（＝ω／２π）はチョッパによる熱エネルギＱの交
流周波数 Ｃは試料（１）の単位体積当りの比熱 ｄは試料（１）の厚さ Ｄは試料（１）の面方向への熱拡散率 τｅは試料（１）から熱浴へ熱が逃げるのに要する緩和
時間 一前記緩和時間τｅを大きくすると、（１）式は次のよ
うになる、 π には熱拡散長の逆数である。 （２）式」と訂正する。 （２）同上書第６頁第３行の（４）式 と訂正する。 （３） 同上書第６頁第７行の（５）式と訂正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 厚−さが一定の薄い被測定試料板の片面の一部を
覆い部材で覆った状態で該片面に一定振幅の熱エネルギ
を断続照射し、被測定試料板の被遮蔽部における前記覆
い部材の端部から種々の距離の点の交流温度Ｔａｃを測
定し、該距離を変数とする交流湿度Ｔａｃ特性線の勾配
値ｋをめ、次式 但しｆは熱エネルギの断続による交流周波数。 より前記被測定試料板の面方向への熱拡散率りを得るこ
とを特徴とする断続加熱による熱拡散率測定方法。 ２ 厚さが一定の薄い被測定試料板の片面の一部を覆う
覆い部材と、該覆い部材の上部から一定振幅の熱エネル
ギを被測定試料板の片面に断続照射するチョッパを付設
した熱源と、該被測定試料板の被遮蔽部に固着された熱
電対と、該覆い部材の端部と熱電対固着点とのｆｆ１ｌ
ｌｉを測定するマイク四メータと、該熱電対の交流出力
を増幅するロックイン増幅器とから構成されたことを特
徴とする断続加熱による熱拡散率測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP766584A JPS60155950A (ja) | 1984-01-19 | 1984-01-19 | 交流カロリメトリによる熱拡散率測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP766584A JPS60155950A (ja) | 1984-01-19 | 1984-01-19 | 交流カロリメトリによる熱拡散率測定方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60155950A true JPS60155950A (ja) | 1985-08-16 |
| JPH0479411B2 JPH0479411B2 (ja) | 1992-12-15 |
Family
ID=11672102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP766584A Granted JPS60155950A (ja) | 1984-01-19 | 1984-01-19 | 交流カロリメトリによる熱拡散率測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60155950A (ja) |
Cited By (9)
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|---|---|---|---|---|
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-
1984
- 1984-01-19 JP JP766584A patent/JPS60155950A/ja active Granted
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0479411B2 (ja) | 1992-12-15 |
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