KR920007197B1 - Method and apparatus for measuring thermal diffusivity by ac joule-heating - Google Patents

Method and apparatus for measuring thermal diffusivity by ac joule-heating Download PDF

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KR920007197B1
KR920007197B1 KR1019900013533A KR900013533A KR920007197B1 KR 920007197 B1 KR920007197 B1 KR 920007197B1 KR 1019900013533 A KR1019900013533 A KR 1019900013533A KR 900013533 A KR900013533 A KR 900013533A KR 920007197 B1 KR920007197 B1 KR 920007197B1
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도시마사 하시모또
아끼라 미야모또
고헤이 시즈까
데루오 휴가지
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미쓰이도오아쓰가가꾸 가부시끼가이샤
사와무라 하루오
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Description

교류가열에 의한 열확산율 측정장치 및 그 측정방법Apparatus for measuring heat diffusion rate by alternating current heating and measuring method thereof

제1도 및 제1a도는 본 발명에 있어서의 피측정시료판의 구조를 나타낸 측면도인바, 제1도는 한쪽면에, 또 제1a도는 양면에 도전성 박막을 형성한 예를 도시한다.1 and 1a are side views showing the structure of the sample plate under the present invention. FIG. 1 shows an example in which a conductive thin film is formed on one side and FIG. 1a on both sides.

제2도, 제3도 및 제8도는 본 발명의 측정장치 및 그 측정방법의 일예의 개략도이고,2, 3 and 8 are schematic diagrams of an example of the measuring device of the present invention and a measuring method thereof.

제2도, 제3도는 온도진동응답(temperature oscillation response)을 사용하는 예이고, 제8도는 압력파(priodic sound wave)를 사용하는 예이다.2 and 3 are examples of using a temperature oscillation response, and FIG. 8 is an example of using a priodic sound wave.

제4도는, 본 발명의 측정장치를 자동화 했을때의 예,4 is an example when the measuring device of the present invention is automated,

제5도는 사파이어판에 의해 측정한, 교류열원과 저랑식 온도계의 교류성분의 출력의 위상차의 주파수의 평균근에 의한 변화의 측정예를 도시한다.5 shows a measurement example of the change by the average root of the frequency of the phase difference of the output of the alternating current component of the alternating current heat source and the range thermometer measured by the sapphire plate.

제6도는 폴리스티렌 필름에 의해 측정한 열확산율의 온도 의존성의 측정예를 나타냄.6 shows an example of the measurement of the temperature dependence of the thermal diffusivity measured by the polystyrene film.

제7도는 폴리스티렌 필름의 열확산을 측정치와, 다른 방법에 의해 구한 비열, 밀도의 측정치를 사용하여구한 열전도율의 온도 의존성의 예를 나타낸 도면이다.FIG. 7 is a diagram showing an example of temperature dependence of thermal conductivity obtained by using the measured values of thermal diffusion of a polystyrene film and the measured values of specific heat and density obtained by other methods.

제9도는 PET(플리에틸렌테레프타레이트)필름에 의해 측정한, 교류열원과 음압검출기의 교류성분의 출력 위상차의 주파수 평방근에 의한 변화 측정예를 나타낸 도면이다.FIG. 9 is a diagram showing a change measurement example based on a frequency square root of an output phase difference of an AC component of an AC heat source and a negative pressure detector measured by a PET (polyethylene terephthalate) film.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 피측정시료판 2 : 교류열원(도전성 박막)1: Sample plate to be measured 2: AC heat source (conductive thin film)

3 : 저항식 온도계(도전성 박막) 4, 40 : 교류전류발생기(작동 합성장치),3: resistance thermometer (conductive thin film) 4, 40: AC current generator (operating synthesis device),

5 : 직류전원(전지) 6 : 자기발열을 방지하기 위한 저항5: DC power supply (battery) 6: resistance to prevent self-heating

7, 60 : 록인 증폭기 8, 70 : 데이터처리창치7, 60: lock-in amplifier 8, 70: data processing window

9 : 피측정시료판 가열 냉각용 셀 10 : 온도제어기9: cell for cooling sample plate heating 10: temperature controller

△θ : 위상차 50 : 마이크로폰Δθ: Phase difference 50: Microphone

f : 온도측정면의 온도변화의 주파수f: frequency of temperature change on the temperature measurement surface

T : 측정온도 α : 열확산율T: measuring temperature α: thermal diffusivity

λ : 열전도율λ: thermal conductivity

본 발명은 물질의 열확산율의 측정장치 및 그 측정방법과, 열전도율의 측정방법에 관한 것으로서, 특히 고분자 화합물이나 세라믹 등의 난도전성 물질의 열확산율을 양호한 정밀도로 측정하는 비정상법(온도를 일율적으로 유지하지 않고 변화시키는 방법)에 의한 측정방법 및 그 장치와, 그 일확산을 측정방법에서 얻어지는 열확산율의 측정치를 사용하여 열전도율을 구하는 열전도율 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device for measuring the thermal diffusivity of a material, a method for measuring the same, and a method for measuring the thermal conductivity, and in particular, an abnormal method for measuring the thermal diffusivity of a non-conductive material such as a polymer compound or a ceramic with good precision (temperature is uniform And a method for measuring the thermal conductivity using the measured value of the thermal diffusivity obtained by the measuring method.

열확산율 및 열전도율은, 고분자 화합물등의 각종의 물질의 재료설계, 제품설계를 행할때의 가공조건, 사용조건을 결정하는데 있어서 중요한 물성치(物性f直)의 하나이다.The thermal diffusivity and thermal conductivity are one of important physical properties in determining the material design of various materials such as a high molecular compound, the processing conditions and product conditions when performing product design.

근년, 콤퓨터의 발달에 따라 각종 시뮬레이션 프로그램이 많이 개발되고, 그들을 이용한 재료설계, 제품설계가 빈번하게 행하여지고 있다. 예컨대 가공제품이나 구조물의 응력이나 변형을 해석하는 구조해석, 열이동현상을 해석하는 열전도해석등은 이미 세상에서 널리 활용되고 있으며, 최근에는 사출성형에 있어서의 금형내의 수지의 이등을 해석하는 열유동해석등도 만히 이용되어 오고 있다. 그들의 시뮬레이션 프로그램의 해석 정밀도는, 프로그램의 내용도 됨으로해서, 해석에 사용하는 물성치의 정밀도에 보다 크게 좌우된다.In recent years, with the development of computers, various simulation programs have been developed, and material design and product design using them are frequently performed. For example, structural analysis for analyzing stresses and deformations of processed products and structures, and thermal conductivity analysis for thermal movement phenomena are already widely used in the world, and in recent years, thermal flow for analyzing anomalies of resins in molds in injection molding Interpretations have also been used. The accuracy of analysis of these simulation programs is also the content of the program, which is more dependent on the precision of the physical property values used for the analysis.

따라서, 그들의 해석정밀도를 향상시키고, 재료설계, 제품설계를 정확하게 행하기 위하여 대상물질의 고도의 정밀한 물성측정이 요망되고 있다.Therefore, in order to improve their analysis accuracy and to perform material design and product design accurately, highly accurate physical property measurement of the target material is desired.

실제로 가공된 제품은, 실온하에서 사용될뿐만 아니고, 고온하에서 사용되는 경우가 많이 있으며, 또 고분자 재료등의 대개는, 가공할때에 고온하에서 용융한후에 실온까지 냉각하는 성형과정을 거친다.In fact, the processed products are not only used at room temperature but are often used at high temperatures, and polymer materials or the like are usually subjected to a molding process in which they are melted at high temperatures during processing and then cooled to room temperature.

이때문에, 제품의 실제의 사용조건, 가공조건을 고려해서 재료설계, 제품설계를 행할경우나, 실제현상에 의거하여 해석을 행할 경우, 실온에서 용융온도 이상의 폭넓은 온도범위에서의 물성을 아는 것이 필요하다.For this reason, when material design and product design are carried out in consideration of the actual use conditions and processing conditions of the product, or when the analysis is performed based on actual phenomena, the physical properties in a wide temperature range above the melting temperature are known at room temperature. It is necessary.

근년에는, 가공재료를 복합 형태로서 빈번하게 이용하고 있으며, 그 조힙은 여러 갈래에 결쳐 복잡화되어오고 있다. 그와 같은 특수한 가공재료의 재료개발, 재료설계를 행하기 위한 물성을 측정함에 있어서, 대량의 측정시료를 입수하는 것이 곤란한 경우가 많이 있다. 또, 물성치를 재빠로게 알고, 그 결과를 개발내용이나 설계내용에, 시간적으로 늦음이 없이 반영시키는 것이 필요로 되어오고 있으며, 그들의 결과, 소량의 시료로 신속하게 물성 측정을 하는 것이 요구되고 있다.In recent years, the processing material is frequently used as a composite form, and the jaws have been complicated by various branches. In many cases, it is difficult to obtain a large amount of measurement samples in measuring the physical properties for material development and material design of such a special processed material. In addition, it is necessary to know the physical properties quickly and to reflect the results in the development and design contents without delay in time, and as a result, it is required to measure the physical properties quickly with a small amount of samples. .

열 확산율의 측정방법에서는, 크게 나누어서 정상법과 비정상법이 있다. 비정상법에 의한 열확산율의 측정방법의 특징은, 시료내에 열적 비평형의 상태를 강제적으로 만들고, 그 완화에 따라 일어나는 시료의 온도변화를 측정하므로서 열확산율을 구하는 것이며, 정상법에 비해서 측정시간이 대폭으로 짧은 등의 이점이있다.In the method of measuring the thermal diffusivity, there are two methods, a normal method and an abnormal method. The characteristic of the method of measuring the thermal diffusivity by the anomaly method is to obtain the thermal diffusivity by forcibly creating a state of thermal non-equilibrium in the sample and measuring the temperature change of the sample caused by the relaxation. There are advantages such as significantly shorter.

종래의 비정상법에 의한 열확산을 측정방법의 대표적인 것으로서는, 옹스트롬법, 플래시법, PAS법이 있다. 옹스트롬법이란, 그 길이에 비교해서 단면적이 충분히 작은 로드상의 시료의 일부를 주기적으로 가열, 냉각을 행하는 열원에 접촉시킴으로서, 시료의 일단에 주기적인 온도변화를 일으키게 하고, 결과적으로 시료내에 온도의 파동을 일으키고, 이 온도의 파동이 시료대를 전파하는 상태를 파동의 전파방향에 대해서 가열점으로부터의 거리가 달라진 2점 이상의 측정점에서, 온도를 측정하고 각 측정점에서 얻어지는 온도의 파동의 진폭과 위상을 사용하여 열확산율을 산출하는 것이다.Typical examples of the measurement method of the thermal diffusion by the abnormal method are the Angstrom method, the flash method, and the PAS method. In the Angstrom method, a portion of a rod-like sample having a sufficiently small cross-sectional area compared to its length is brought into contact with a heat source that periodically heats and cools, causing periodic temperature changes at one end of the sample, resulting in temperature fluctuations in the sample. In the state where the wave of this temperature propagates the sample stage, the temperature is measured at two or more measuring points whose distance from the heating point is different with respect to the wave propagation direction, and the amplitude and phase of the wave of the temperature obtained at each measuring point are measured. To calculate the thermal diffusivity.

플래시법은, 평면판의 시료의 한쪽의 표면에 광흡수막을 설치하고, 이것에 예컨데 레이저 펄스등을 조사하여 광흡수에 의한 시간적인 가열을 행하고, 이때 일어나는 흡수층에서의 온도상승이 시료의 두께방향으로 전파되어서 조사면과 반대측의 시료표면에 일어나는 온도변화를 플래시 조사후의 시간의 함수로서 측정하고, 이때에 얻어지는 온도와 시간의 곡선에서 열확산율을 측정하는 방법이다.In the flash method, a light absorption film is provided on one surface of a sample of a flat plate, and for example, a laser pulse or the like is irradiated to perform temporal heating by light absorption, and the temperature rise in the absorption layer that occurs at this time is the thickness direction of the sample. Is a method of measuring the temperature change occurring on the sample surface opposite to the irradiation surface as a function of time after flash irradiation, and measuring the thermal diffusivity in the curve of temperature and time obtained at this time.

PAS법은 빛을 투과하는 창이 붙은 밀폐된 셀에 음압 측정을 위한 마이크 등을 설치하고, 셀내의 평면판의 시료의 한쪽에 광흡수막을 설치하여 변조한 광비임을 창을 통해서 조사하여 주기적인 온도변화를 주고,이 온도의 파동이 전파 하므로서 시료의 반대측이 주기적인 온도변화를 일으킴으로서 셀내에 발생하는 압력파의 변동을 측정하고, 그 위상과 진폭을 사용하여 열확산율을 구하는 방법이다.In the PAS method, a microphone for measuring sound pressure is installed in a sealed cell with a window that transmits light, and a light absorbing film is installed on one side of a sample of the flat plate in the cell to irradiate the modulated light beam through a window to periodically change temperature. As the wave of this temperature propagates, the opposite side of the sample causes periodic temperature change, and it measures the fluctuation of the pressure wave occurring in the cell and uses the phase and amplitude to calculate the thermal diffusion rate.

상술한 종래의 측정방법은 하기의 같은 문제점이 있다.The conventional measuring method described above has the following problems.

옹스트롬법은 시료를 긴 로드형상으로 성형할 필요가 있기 때문에 시료물질이 대량으로 필요하며, 시료표면으로부터의 열손실을 최소로 억제하기 위한 단일계의 설비가 대규모로 된다. 또, 측정에 비교적 긴시간을 요하고, 측정대상은 비교적 열확산율이 큰 물질에 한정된다.Since the angstrom method needs to form a sample into a long rod shape, a large amount of sample material is required, and a single system for minimizing heat loss from the sample surface is large. In addition, the measurement requires a relatively long time, and the measurement object is limited to a material having a relatively high thermal diffusion rate.

플래시법은 광흡수에 의한 가열을 행하기 때문에, 투명시료나 광흡수가 적은 시료를 측정하는 경우, 시료표면이 광흡수를 위한 흡수층을 도포할 필요가 있다. 그 때문에, 흡수층과 시료의 경계면에서 열손실이나 가열 얼룩이 일어나 오차의 원인으로 된다. 또, 측정시간이 짧으므로 열손실을 고려하지 않아도 좋다는 가정하에 이루어지며, 금속등의 열확산율이 큰것은 이 가정을 잘 충족시키지만, 고분자 화합물등의 열확산율이 작은것일수록 오차가 크게된다.Since the flash method heats by light absorption, when measuring a transparent sample or a sample with little light absorption, it is necessary to apply the absorption layer for light absorption to a sample surface. Therefore, a heat loss and a heating stain generate | occur | produce in the interface of an absorption layer and a sample, and become a cause of an error. In addition, since the measurement time is short, it is assumed that heat loss does not need to be considered. A large thermal diffusivity of a metal or the like satisfies this assumption well, but a smaller thermal diffusivity of a polymer compound or the like causes a larger error.

PAS법도 광흡수에 의한 가열을 행하기 때문에, 플래시법과 마찬가지의 문제가 생기고, 또 음압검출기에의해 음압을 측정하는 측정법 때문에, 진동, 소음등에 의한 잡음의 영향이크다. 또다시, 이들의 측정방법에서는, 열확산율의 온도의존성을 측정하는 것이 곤란하며, 측정한다고 하더라도 대규모의 장치가 필요하다.Since the PAS method also heats by light absorption, the same problem as in the flash method arises, and due to the measurement method of measuring sound pressure by the sound pressure detector, the influence of noise due to vibration and noise is great. Again, in these measurement methods, it is difficult to measure the temperature dependence of the thermal diffusion rate, and even if it is measured, a large-scale apparatus is required.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고, 열확산율이 작은 물질이라도 정밀하게 측정을 할수 있고, 피측정시료가 미량이라도 끝낼 수 있으며, 소규모인 장치로 신속하게 온도 의존성을 포함한 측정이 가능한 열확산율의 측정방법 및 장치를 제공하는 것과, 다시 그 열확산율의 측정치에서 열전도율을 구하는 열전도율 측정방법을 제공하는 것을 목적으로하여 이루어진 것이다.The present invention solves the above-mentioned problems, and can accurately measure a material having a low thermal diffusion rate, can finish even a small amount of sample to be measured, and can measure a thermal diffusion rate that can be quickly measured by a small-scale device. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus, and to provide a method of measuring thermal conductivity that obtains thermal conductivity from the measured value of thermal diffusivity.

본 발명에 따르면, 얇은 측정시료판의 두께방향의 열확산율(thermal diffusivity)의 측정방법으로서, 그 얇은 피측정시료판의 적어도 한쪽면에 도전성의 박막을 형성하여 그 박막에 전류를 흐르게 하므로서 주울열에 의해 발열하는 교류열원(AC heater)으로하고, 전기한 피측정시료판의 교류 열원에 소정의 변조 주파수로 변조를 가한 고류전류(AC current)를 흐르게하고, 교류 발열시키고(AC joule-heating), 그 피측정시료판의 대향하는 다른 한쪽면에 그 교류발열에 대응하는 응답곡선(oscillation response)을 발생시키고, 그 응답곡선의 위상(phese shlft)를 측정하므로서, 그 측정시료판의 두께방향의 일확산율을 산출하는 얇은 측정시료판의 열확산율의 측정방법이 제공된다.According to the present invention, there is provided a method for measuring thermal diffusivity in the thickness direction of a thin sample plate, wherein a conductive thin film is formed on at least one side of the thin sample plate to allow current to flow through the thin film. An AC heater that generates heat by flowing an AC current that is modulated at a predetermined modulation frequency to an alternating heat source of the sample plate to be measured, and generates AC alternating heat (AC joule-heating), The oscillation response corresponding to the alternating heat is generated on the opposite side of the sample plate to be measured, and the phase of the response curve is measured, so that the one in the thickness direction of the sample plate is measured. A method of measuring the thermal diffusion rate of a thin measurement sample plate for calculating the diffusion rate is provided.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

본 발명에 있어서의 피측정시료는, 박막, 필름 또는 판상으로 만들 수 있는 난도전성의 물질로서,The sample to be measured in the present invention is a non-conductive material which can be formed into a thin film, film or plate,

Ⅰ. 페놀, 우레아, 멜라민, 포릴에스테르, 에폭시, 폴리우레탄, 셀룰로우스, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 염화비닐리덴, 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리카르보네이트, 폴리술폰, ABS, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리에텔술폰, 폴리아릴레이트, 아크릴, 아크릴니트릴, 폴리에텔에텔케톤, 폴리에텔케톤, 폴리이미드, 폴리올레핀등의 고분자화합물.I. Phenol, urea, melamine, polyyl ester, epoxy, polyurethane, cellulose, polystyrene, polypropylene, polyethylene, vinylidene chloride, polyamide, polyacetal, polycarbonate, polysulfone, ABS, polyphenylene oxide, Polymer compounds, such as polyether sulfone, polyarylate, acryl, acrylonitrile, polyether ether ketone, polyether ketone, polyimide and polyolefin.

Ⅱ. 시아닌, 프탈로시아닌, 나프타로시아닌, 니켈착체, 스피로화합물, 페로센, 폴기드, 이미다졸, 베릴렌, 페나진, 페노티아딘, 폴리엔, 아조화합물, 퀴논, 인디고, 디페닐메탄, 트리페닐메탄, 폴리메틴, 아크리딘, 아크리디논, 카르보스티릴, 쿠마린, 디페닐아민, 키나크리돈, 키노프라톤, 페녹사키딘, 프탈롭리논등의 유기색소.II. Cyanine, phthalocyanine, naphthalocyanine, nickel complex, spiro compound, ferrocene, polgiide, imidazole, berylene, phenazine, phenothiadine, polyene, azo compound, quinone, indigo, diphenylmethane, triphenylmethane Organic pigments such as polymethine, acridine, acridinone, carbostyryl, coumarin, diphenylamine, kinacridone, kinopraton, phenoxakidine, and phthaloplinone.

Ⅲ. 규석, 다이아몬드, 석류석, 코탄담, 루비, 사파이어, 마뇌, 불석, 규조토, 운모, 암염, 인회석, 카올린, 튜모트티석, 규선석, 홍주석, 감정석, 고희석, 월장석, 대리석, 사문석, 공작석, 보오키사이트, 벤나이트, 석영, 감람석, 석고, 유황, 중정석, 명반석, 형석, 장석, 활석, 석면, 석회석, 도로마이트, 방해석, 수정, 호박, 스피넬, 알렉산드라이트, 에메랄드, 토파즈, 묘목석, 비취, 오팔 등의 광석.III. Quartz, diamond, garnet, kotandam, ruby, sapphire, camphor, fluorite, diatomaceous earth, mica, rock salt, apatite, kaolin, tumotite, quartzite, red tin, emotion stone, ko hee seok, moonstone, marble, serpentine, malachite, booki Site, benniite, quartz, olivine, gypsum, sulfur, barite, alum, fluorite, feldspar, talc, asbestos, limestone, roadmite, calcite, crystal, amber, spinel, alexandrite, emerald, topaz, seedlings, jade, opal Ore etc.

Ⅳ. 석영유리, 불화물유리, 소오다유리, 소오다석회유리, 바륨. 스토론튬유리, 연유리, 알루미노붕규산유리, 붕규산유리, 알루미노규산염유리, 실리카유리 등의 유리.Ⅳ. Quartz glass, fluoride glass, soda glass, soda lime glass, barium. Glass, such as strontium glass, lead glass, alumino borosilicate glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, and silica glass.

Ⅴ. Al2O3, MgAl2O4, Beo, SiC, AIN, MgO, PLZT, Y2O3, Zro2, TiO2, CaF2, GaAs, PbO, CaO, La2O3, Si3N4,α-Si : H 등의 파연세라믹등이며, 그 두께는 면방향의 열확산을 무시할 수 있는 정도로 충분히 얇은 것이며, 따라서 면방향으로는 완전히 단열이 된다고 생각된다.Ⅴ. Al 2 O 3 , MgAl 2 O 4 , Beo, SiC, AIN, MgO, PLZT, Y 2 O 3 , Zro 2 , TiO 2 , CaF 2 , GaAs, PbO, CaO, La 2 O 3 , Si 3 N 4 , It is a fugitive ceramic, such as (alpha) -Si: H, and its thickness is thin enough to neglect thermal diffusion of a surface direction, and it is thought that it is fully insulated in a surface direction.

교류열원에 사용하는 도전성물질은, 전류를 흐르게하는 것으로서, 주울열에 의해 발열하는 것이며, 예컨데, 금, 은, 백금, 구리, 결, 아연, 안티몬, 이리듐, 크로멜, 콘스탄탄, 니크롬, 알루미늄, 크롬, 니켈, 카아본 등이다.The conductive material used for the alternating heat source is a current that flows and generates heat by Joule heat, for example, gold, silver, platinum, copper, grain, zinc, antimony, iridium, chromel, constantan, nichrome, aluminum, Chromium, nickel, carbon, and the like.

저항식 온도계에 사용하는 도전성 물질은, 온도에 의해 저항치가 변화하는 것이며, 예컨대 금, 은, 백금, 구리, 결, 아연, 안티몬, 이리듐, 크로멜, 콘스탄탄, 니크롬, 알루미늄, 크롬, 니켈, 카아본등이다.The conductive material used for a resistance thermometer changes resistance value with temperature, for example, gold, silver, platinum, copper, grain, zinc, antimony, iridium, chromel, constantan, nichrome, aluminum, chromium, nickel, Carbon.

또, 그들의 교류열원 및 저항식 온도계에 사용하는 도전성 박막은, 피측정시료판과의 경계면이 무시될 수 있을 정도로, 그 두께는 피측정시료판에 비해서 충분히 얇고, 그 열용량은 피측정시료판에 비해서 추운히 작고, 완전히 밀착하고 있으며, 따라서 피측정 시료판의 한쪽의 면자체가 교류열원의 변조주파수로 교류발열하고, 다른쪽의 면의 온도변화의 교류 성분을 직접 측정하고 있다고 생각된다.In addition, the conductive thin film used for the alternating heat source and the resistance thermometer has a thickness thin enough that the interface with the sample plate can be neglected, and the heat capacity is thinner than that of the sample plate. Compared with this, it is cold and small and closely adhered to each other. Therefore, it is considered that one surface of the sample plate to be measured alternatingly generates heat at the modulation frequency of the alternating heat source and directly measures the alternating current component of the temperature change of the other surface.

교류열원 및 저항식 온도계에 사용하는 도전성 박막은, 피측정시료판에,The conductive thin film used for the AC heat source and the resistance thermometer is mounted on the sample plate to be measured.

Ⅰ. 이온을 고체표면에 조사하므로서, 고체를 구성하는 원자가 튀어나오는 현상을 이용하여, 표면상에 흡착시킴으로서 박막을 생성하는 스패터.I. Spatter which generates thin film by adsorbing onto surface by using phenomena of protruding atoms constituting solid while irradiating ions to solid surface.

Ⅱ. 진공중에서 물질을 증발시키고, 이것을 표면상에 흡착시킴으로서 박막을 생성하는 증착.II. Deposition that evaporates a material in vacuo and adsorbs it on a surface to produce a thin film.

Ⅲ. 액체, 반액체 상태의 물질을 표면상에 칠하는 도포.III. Application to paint on the surface of liquid, semi-liquid substances.

Ⅳ. 동종 혹은 이중물질로서된 접착제에 의해, 표면을 접합하는 접착.Ⅳ. Bonding joining surfaces by adhesives of the same or double material.

Ⅴ. 표면상에 동종 혹은 이종물질로된 접차거제를 사용치 않고, 눌러서 붙이는 압착력으로 접합하는 압착등에 의해 밀착되지만, 스패터 또는 증착에 의한 방법이 가장 바람직하다.Ⅴ. Although it adheres by pressing etc. which join by the pressing force which presses and does not use the contact | attachment agent of the same kind or a heterogeneous substance on the surface, the method by sputtering or vapor deposition is the most preferable.

스패터에 의해 피측정시료판과 도전성 박막을 밀착할 경우는, 예컨대 금을 사용할 경우, 피측정 시료판에 에폴리에스테르 필름등으로 마스크를 시행한 후, 진공하에서, 1.2KV, 3.5mA 정도의 전압 및 전류로, 30분 정도에 걸쳐 피측정 시료판상에 금을 흡착시키고, 두께 10∼5000옹스토롬, 저항치 0.1O∼10KΩ 정도의 도전성 박막으로 하는 것이 바람직하다.When the sample plate and the conductive thin film are brought into close contact with each other using a spatter, for example, when gold is used, the sample plate to be measured is subjected to a mask with an epolyester film or the like, and is then subjected to vacuum at 1.2 KV and 3.5 mA. It is preferable to adsorb | suck gold on a sample to be measured over about 30 minutes with a voltage and an electric current, and to set it as the conductive thin film with a thickness of 10-5000 angstroms and a resistance of about 0.1-10 KPa.

증착에 의해 피측정시료판과 도전성 박막을 밀착할 경우는, 예컨대 금을 사용할 경우, 피측정시료판에 폴리에스테르 필름등으로 마스크를 시행한 후, 진공하에서 금을 그 융점이상까지 전기를 통하여 가열시켜 증발시키고, 30분 정도에 걸쳐 피층정시료판상에 금을 흡착시키고, 두께 10∼5000옹스트롬, 저항치 0.1Ω∼10KΩ 정도의 도전성 박막으로 하는 것이 바람직하다.When the sample plate and the conductive thin film are brought into close contact with each other by evaporation, for example, when gold is used, the sample plate is masked with a polyester film or the like, and then the gold is heated under electricity to its melting point or higher under vacuum. It is preferable to make an electroconductive thin film by evaporating and adsorb | sucking gold on a to-be-fined sample plate for about 30 minutes, and thickness of 10-5000 angstroms and resistance value of 0.1 kPa-10 KPa.

도포에 의해 피측정시료판과 도전성 박막을 밀착한 경우는, 은 페이스트등의 도전성 페이스토를 피층정시료판에, 두께 10∼5000옹스토롬 저항치 0.1O∼10KΩ 정도가 되토록 균일하게 칠하는 것이 바람직하다.When the sample plate and the conductive thin film are brought into close contact with each other by coating, the conductive paste, such as silver paste, is coated on the surface sample plate uniformly so as to have a thickness of 10 to 5000 Angstroms of about 0.1O to 10KΩ. It is preferable.

접착에 의해 피측정시료판과 도전성 박막을 밀착할 경우는, 두께 10∼5000옹스트롬, 저항치 0.1Ω∼10KΩ정도의 구리박, 금박등의 도전성 박막에, 접착제를 도전성 박막과 피측정시료판과의 경계면을 무시할 수 있을 정도로 얇계 칠하고, 피측정시료판에 벗겨지지 않도록 완전히 밀착시키는 것이 바람직하다.When the sample plate and the conductive thin film are brought into close contact with each other by adhesion, an adhesive is applied to a conductive thin film such as a copper foil or a gold foil having a thickness of 10 to 5000 angstroms and a resistance value of 0.1 k to 10 K kPa to the conductive thin film and the sample plate to be measured. It is desirable to paint thin enough to ignore the interface and to make it completely adhered to the sample plate to be peeled off.

압착에 의해 피측정시료판과 도전성 박막을 밀착할 경우는, 두께 10∼5000옹스트롬, 저항치 0.1Ω∼10KΩ정도의 구리박, 금박등의 도전성 박막을, 도전성 박막과 피층정시료판과의 경계면의 영향을 무시할 수 있는 압착력 이상의 힘으로, 피층정 시료판에 눌러 밀착시키는 것이 바람직하다.When the sample plate and the conductive thin film are brought into close contact with each other by crimping, a conductive thin film such as a copper foil or a gold foil having a thickness of 10 to 5000 angstroms and a resistance value of about 0.1 to 10 KΩ is formed on the interface between the conductive thin film and the coated sample plate. It is preferable to press and adhere to a to-be-crystallized sample board by the force more than the crimping force which can ignore an influence.

이하, 본 발명의 기본적 구성과 그 특징을 도면을 참조로 하여 설명한다.Hereinafter, the basic configuration of the present invention and its features will be described with reference to the drawings.

제1도 및 제1a도에 있어서,(1)은 피측정시료판이며 그 두께가 실질적으로 일정한 것으로 면방향의 열확산을 무시할 수 있을 정도로 충분히 얇은 판이며, 예컨대 피측정시료판의 열확산을 측정부분이 정방형인 경우, 1번의 길이(ℓ)과 두께(d)의 비(1/d)가 10 이상, 바람직하게는, 50 이상, 더 바람직하게는, 100 이상으로, 두께(ℓ)의 상한은 2000μm이하, 바람직하게는 1500μm 이하, 더 바람직하게는 1000vm 이하이며, 두께(d)의 하한은 양면에 밀착된 도전성 박막의 열용량을 무시할 수 있는 범위에서, O.O1μm 이상, 바람직하게는 O.1μm 이상, 더 바람직하게는, 1μm 이상의 필름 또는 시이트 혹은 판형상의 것이다. 또, 피측정시료판(1)은 고분자 화합물, 세라믹등의 난도전성물질로, 그 저항율이 1×1O4Ωcm 이상, 바람직하게는 1×1O6Ωcm 이상, 더 바람직하게는 1×1O7Ωcm이상이며, 저항율의 상한에 대해서는 아무리 크더라도 상관없지만, 예컨대 1×1O21Ωcm 이하, 바람직하게는 1×1O22Ωcm 이하, 더 바람직하게는 1×1O23Ωcm 이하이다.(2)는 변조를 가한 전류에 의해 피측정시료판의 일면을 교류가열하기 위한 교류열원으로되는 도전성 박막으로, 그 저항치는 0.01O∼100KΩ, 바람직하게는 0.05Ω∼50KΩ, 더 바람직하게는 0.1Ω∼10KΩ이다.In FIGS. 1 and 1a, reference numeral 1 denotes a sample plate to be measured and its thickness is substantially constant, and is thin enough to disregard thermal diffusion in the plane direction, for example, to measure the thermal diffusion of the sample plate to be measured. In the case of this square, the ratio (1 / d) of the length l and the thickness d is 10 or more, preferably 50 or more, more preferably 100 or more, and the upper limit of the thickness l is It is 2000 micrometers or less, Preferably it is 1500 micrometers or less, More preferably, it is 1000 vm or less, The lower limit of thickness (d) is 0.10 micrometer or more, Preferably it is 0.1 micrometer in the range which can ignore the heat capacity of the conductive thin film contact | adhered to both surfaces. As mentioned above, More preferably, it is a film, a sheet, or plate shape of 1 micrometer or more. Further, the sample plate 1 to be measured is a non-conductive material such as a polymer compound, ceramic, etc., whose resistivity is 1 × 10 4 cm or more, preferably 1 × 10 6 cm or more, more preferably 1 × 10 7 cm The upper limit of the resistivity may be any amount, but may be, for example, 1 × 10 21 cm or less, preferably 1 × 10 22 cm or less, and more preferably 1 × 10 23 cm or less. A conductive thin film serving as an alternating heat source for alternatingly heating one surface of a sample plate under application of an applied current, the resistance of which is 0.01O to 100KK, preferably 0.05K to 50KK, more preferably 0.1K to 10KK.

교류열원으로 되는 도전성 박막은, 피측정시료판과 교류열원의 경계면을 무시할 수 있을 정도로 피층정시료판에 완전히 밀착하고 있으며, 그 두께는 피측정 시료판에 비해서 충분히 얇고, 예컨대 50000옹스트롬 이하, 바람직하게는 10000옹스트롬 이하, 더 바람직하게는 5000옹스트롬 이하로, 두께의 하한은 교류전류가 통하도록 한다면 얼마든지 좋지만, 예컨대 1옹스트롬 이상, 바람직하게는 5옹스트롬 이상, 더 바람직하게는 10옹스트롬 이상이다.The conductive thin film serving as the alternating heat source is completely in contact with the sampled sample plate to the extent that the interface between the sample plate and the AC heat source can be ignored, and the thickness thereof is sufficiently thin compared to the sample plate to be measured, for example, 50000 Angstrom or less, preferably Preferably, it is 10000 angstrom or less, more preferably 5000 angstrom or less, and the lower limit of the thickness may be any amount as long as the alternating current passes through, for example, 1 angstrom or more, preferably 5 angstroms or more, and more preferably 10 angstroms or more.

(3)은 교류열원과 반대의 면의 온도변화의 교류성분을 측정하기위한 저항시 온도계로 되는 도전성 박막으로, 그 저항치는 0.01∼100KΩ, 바람직하게는 0.05Ω∼50KΩ, 더 바람직하게는 0.1Ω∼10KΩ이다.(3) is a conductive thin film which serves as a resistance thermometer for measuring the alternating current component of the temperature change on the surface opposite to the alternating heat source, whose resistance value is 0.01 to 100 KPa, preferably 0.05 kPa to 50 KK, more preferably 0.1 kPa 10 KPa.

저항식 온도계로되는 도전성 박막은, 피측정시료판과 저항식 온도계의 겨계면을 무시할 수 있을 정도로 피측정시료판에 완전히 밀착되어 있으여, 그 두께는 피측정 시료판에 비해서 충분히 얇고, 예컨대 10000옹스트롬 이하, 바람직하게는 5000옹스트롬이하, 더 바람직하게는 1000옹스트롬 이하로 두께의 하한은 직류전류를 통하도록 하여 저항변화를 읽어대는 겻이 가능하다면, 일마든지 좋지만, 예컨대 1옹스트롬 이상, 바람직하게는 5옹스트롬이상, 더 바람직하게는 10옹스트롬 이상이다.The conductive thin film, which is a resistance thermometer, is completely adhered to the sample plate under test so that the sample interface between the sample plate and the resistance thermometer can be ignored, and the thickness thereof is sufficiently thin compared to the sample plate under test, for example, 10000. One or less angstroms, preferably 5000 angstroms or less, more preferably 1000 angstroms or less, and the lower limit of the thickness through DC current can be used as long as possible to read the resistance change. 5 angstroms or more, more preferably 10 angstroms or more.

제2도, 제3도 및 제8도는 본 발명의 측정방법 및 장치의 일예의 개략도이며, 제2도, 제3도는 응답곡선으로서 발열파를 사용하는 예이며, 제8도는 압력파를 사용하는 예이다.2, 3 and 8 are schematic diagrams of an example of the measuring method and apparatus of the present invention. FIGS. 2 and 3 are examples of using a heating wave as a response curve, and FIG. Yes.

먼저, 전자(발열파)를 사용하는 예에 대해서 설명하겠다.First, an example of using electrons (heat wave) will be described.

제2도, 제3도에 나타낸 바와 같이, 교류열원(2)은 변조한 교류전류발생기(작동합성장치)(4)에 의해 교류전류가 흐르며, 그 주율열에 의해 교류가열된다. 저항식 온토계(3)는 (5)의 직류전원(전지등)에 의해 일정전압의 직류전류가 흐르며, 그 저항치의 온도 의존성에 의해서 변화하는 전압의 변화를 록인 증폭기로 증폭하고, 온도변화의 교류성분을 측정한다.(7)의 록연 증폭기는, 제2도와 같이 (6)의 저항식 온토계의 자기발열을 방지하기 위하여 넣어진 저항과 병렬로 배열되거나, 또는 제3도와 같이 저항식 오도계와 병렬로 배열되며, 온도변화의 교류성분을 측정한다.As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the alternating current source 2 flows through alternating current by the modulated alternating current generator (operating synthesis device) 4 and is heated by alternating heat. The resistive thermometer 3 flows a constant voltage DC current by the DC power supply (battery, etc.) of (5), and amplifies the voltage change which is changed by the temperature dependence of the resistance value with a lock-in amplifier, The AC amplifier of (7) is arranged in parallel with a resistor inserted in order to prevent self-heating of the resistance-type soil thermometer of (6) as shown in FIG. It is arranged in parallel with the meter and measures the alternating current component of the temperature change.

록연 증폭기(7)는 동기정류회로라고도 부르며, 교류전류 발생기(4)로부터의 참조 교류파와 점출파를 합하여 직류분을 얻는 것이다. 소정의 등가 대역폭을 가지며, 선택성을 갖기 때문에, 필요로하는 주파수이의의 노이즈는 거의 완전히 제거된다.The lock amplifier 7 is also called a synchronous rectification circuit, and obtains a direct current by adding the reference AC wave and the shunt wave from the AC current generator 4. Since it has a predetermined equivalent bandwidth and has selectivity, noise between frequencies required is almost completely eliminated.

이 록인 증폭기(7)의 출력은 데이터 처리장치(예컨대, 퍼스널 콤퓨터)(8)에 입력되며, 열확산율이 구하여진다. 이 열확산율의 산출법은 이하와 같다.The output of this lock-in amplifier 7 is input to the data processing apparatus (e.g., personal computer) 8, and the thermal diffusion rate is obtained. The calculation method of this thermal diffusion rate is as follows.

주율열은 전류의 정부를 불문하고, 그 피이크점에 있어서 최대로 되기 때문에, 온도의 변화주기는 교류전류의 주기의 2배로 된다. 따라서, 열원(2)의 온도의 교류성분은, 변조한 교류전류의 주파수를 f/2로 하면 f의 주파수로 변동한다. 그 변동온도는 각 주파수를 ω(=2πf)로 하여,Since the main heat sequence is the maximum at the peak point regardless of the current, the temperature change cycle is twice the cycle of the alternating current. Therefore, the AC component of the temperature of the heat source 2 changes to the frequency of f when the frequency of the modulated AC current is set to f / 2. The fluctuating temperature assumes that each frequency is ω (= 2πf),

Figure kpo00001
Figure kpo00001

에 의해 표시된다.Is indicated by.

시료 (1)는 난도전성 물질이지만, 그 두께가 매우 얇기때문에, 교류염원(2)의 주울열에 의한 일에너지는 두께 방향의 일전도만에 의해 전열되며, 반대면의 저항식 온도계측(3)에서 주기적인 온도변화를 야기한다.Although the sample 1 is a non-conductive material, since its thickness is very thin, the work energy due to Joule heat of the alternating current source 2 is transferred only by the work conduction in the thickness direction, and the resistance-type thermometer side 3 on the opposite side is Cause periodic temperature changes at.

측정시료의 두께를 d, 열확산율을 α로 하면 그 변동온도는,If the sample thickness is d and the thermal diffusivity is α, the fluctuation temperature is

Figure kpo00002
Figure kpo00002

로 되며 양자의 위상차에만 착안하면,If you only focus on the phase difference between them,

Figure kpo00003
Figure kpo00003

으로 된다. 여기서 △θ는 피측정시료판이 열확산에 의하여 늦어진 위상이며 β는 장치정수이다.Becomes Where [Delta] [theta] is the phase at which the sample plate is delayed due to thermal diffusion, and [beta] is the device constant.

△θ=2πf을(3)식에 대신넣어 변형하면,If Δθ = 2πf is substituted for Eq. (3),

Figure kpo00004
Figure kpo00004

를 얻는다Get

따라서, 두께 d가 이미알려진 피측정시료판에 관해서, 적어도 2점 이상 변조주파수를 변화시켜서, 교류열원과 저항식 온도계에 의해 측정되는 온도의 교류성분의 위상차 △θ를 측정하고, 변조주파수 f의 평방근에 대한 그 위상차의 변화율(경사, 그래프화한 경우의 기울임)을 구하고,(4) 식을 사용하여 열확산율 α를 구할 수 있다.Therefore, with respect to the specimen to be measured whose thickness d is already known, the modulation frequency is changed by at least two points or more, and the phase difference Δθ of the AC component of the temperature measured by the AC heat source and the resistance thermometer is measured, and the modulation frequency f The rate of change of the phase difference with respect to the square root (tilt and tilt when graphing) can be obtained, and the thermal diffusivity α can be obtained using the equation (4).

이 측정에 알맞는 주파수 범위의 하한은, 열확산 길이(μs=

Figure kpo00005
)가 피측정시료판의 두께 d 이하로 되는 주파수이며, 상한은 저항식 온도계에 의해 측정되는 온도진폭(amplitude)이 노이즈보다 충분히 큰 범위이며, 피측정시료판이 두께 100μm의 고분자 필름인 경우, 0.01에서 1000Hz, 바람직하게는 0.5에서 700Hz, 더 바람직하게는 0.1에서 500Hz이다.The lower limit of the frequency range suitable for this measurement is the thermal diffusion length (μs =
Figure kpo00005
Is the frequency at which the thickness of the sample plate is equal to or less than d, and the upper limit is a range in which the temperature amplitude measured by the resistance thermometer is sufficiently larger than noise, and the sample plate is a polymer film having a thickness of 100 μm. At 1000 Hz, preferably 0.5 to 700 Hz, more preferably 0.1 to 500 Hz.

피측정시표판(1)은 가열냉각용셀(9)에 창착되며, 측정부의 측정분위기 온도는 온도제어기(10)에 의해 온도조절된다. 측정분위기 온도를 변화시킴으로서, 임의의 온도로 열확산율의 온도 의존성을 측정할 수 있다.The measurement target plate 1 is mounted on the heating and cooling cell 9, and the temperature of the measurement atmosphere of the measurement unit is controlled by the temperature controller 10. By varying the measurement atmosphere temperature, the temperature dependence of the thermal diffusivity can be measured at any temperature.

도면 4에 나타낸 것처럼, 이들의 장치는 모두 퍼스널콤퓨터로 제어되며, 측정결과도 자동적으로 처리되며, 일괄 자동화된 측정시스템화가 되어지고 있다. 측정개시시에 측정주파수 범위를 결정해둠으로서, 교류전류 발생기인 작동 합성장치의 출력 주파수는, 각 주파수로서의 측정이 종료된후에 자동적으로 변경된다. 록인 증폭기에 의한 측정치는, 각 주파수로서의 측정이 종료할때마다, 퍼스널콤퓨터로 보내져서, 결정된 측정 주파수 범위로서의 측정종료후에 그들의 측정치는 플로피디스크로 보존된다. 또, 측정 개시시에 측정온도를 결정해 둠으로서, 각 온도에서의 측정이 종료된 후에, 다음의 온도로 승온 또는 강온되며, 지정한 온도로서의 측정이 모두 종료할때까지 자동적으로 측정이 반복된다.As shown in Fig. 4, all of these apparatuses are controlled by a personal computer, the measurement results are automatically processed, and a batch automated measurement system is achieved. By determining the measurement frequency range at the start of the measurement, the output frequency of the working synthesizing device, which is an alternating current generator, is automatically changed after the measurement as each frequency is finished. The measurement by the lock-in amplifier is sent to the personal computer at the end of the measurement as each frequency, so that after the end of the measurement as the determined measurement frequency range, their measurements are saved to the floppy disk. In addition, by determining the measurement temperature at the start of the measurement, after the measurement at each temperature is finished, the temperature is raised or lowered to the next temperature, and the measurement is automatically repeated until the measurement at the specified temperature is completed.

열확산율을 열전도율과의 관계식으로 표시하면, 일전도율을 λ, 비열을 Cp, 밀도를 p로하여,When the thermal diffusivity is expressed in relation to the thermal conductivity, the work conductivity is λ, the specific heat is Cp, and the density is p,

Figure kpo00006
Figure kpo00006

로 되며, 변형하면,If you transform it,

Figure kpo00007
Figure kpo00007

으로 된다. 따라서, 다른 측정방법에 의해 측정된 비열과 밀도의 측정치를 얻는 것으로서, 본 발명에 의한 열확산율의 측정치와 합쳐서,(6)식에서 열전도율을 구할 수 있다.Becomes Therefore, as a measurement of specific heat and density measured by another measuring method, the thermal conductivity can be obtained from the equation (6) by combining with the measurement of the thermal diffusivity according to the present invention.

비열은 시차주사 열량계, 단열형 열량계등으로 측정할 수 있으며, 밀도는 체적 팽창계, P-V-T측정장치등으로 측정할 수가 있으며, 그들의 측정치를 열전도율을 구하기 위하여 사용한다.Specific heat can be measured by differential scanning calorimeter, adiabatic calorimeter, density can be measured by volume dilatometer, P-V-T measuring device, etc., and their measured values are used to obtain thermal conductivity.

이와 같이 본 발명은, 교류가열에 의한 가열면과 다른쪽의 면의 온도변화의 위상차 및 진폭이 가일면에 흐르는 교류전류의 변조주파수에 의존하는 것을 이용하고, 미소한 피측정시료판에 미소한 도전성 박막을 형성시키고, 교류전류에 의해 발열시키고, 대향면의 온도변화를 전기적으로 측정하므로서 열확산율을 구한다. 미소한 피측정시료판에 미소한 도전성 박막을 형성시키고 있을 뿐이므로, 측정환경을 균일하게 가열, 냉각하는 것을 용이하게 할 수 있으며, 측정분위기 온도를 임의로 바꾸어서 열확산율의 온도의존성을 측정할 수 있다.As described above, the present invention utilizes the phase difference and amplitude of the temperature change of the heating surface and the other surface caused by alternating current heating depending on the modulation frequency of the alternating current flowing through the surface of the microplate. The thermal diffusivity is obtained by forming a conductive thin film, generating heat by an alternating current, and electrically measuring the temperature change of the opposing surface. Since only a thin conductive thin film is formed on the small sample plate, it is easy to uniformly heat and cool the measurement environment, and the temperature dependence of the thermal diffusion rate can be measured by arbitrarily changing the measurement atmosphere temperature. .

또, 다른 방법에 의해 구한 비열, 밀도의 측정치를 얻음으로서, 열전도율을 구할 수 있다. 다음에 후자의 압력파를 사용하는 예에 대해서 설명하겠다.Moreover, thermal conductivity can be calculated | required by obtaining the measured value of the specific heat and density calculated | required by another method. Next, an example of using the latter pressure wave will be described.

제8도에 니타낸 바와 같이, 피측정시료는 밀봉용기(30)에 피측정면이 밀봉용기의 벽면의 일부를 이루도록 기밀성을 유지하도록 장착되며, 교류열원(2)은 작동 합성장치등의 변조한 교류전류의 발생기(40)에 의해 교류가열된다. 밀봉용기(30)에는 음압검출기로서 마이크로폰(50)이 기밀성을 유지하도록 설치되며, 그 출력은 (60)의 록인 증폭기로 증폭되며, 밀봉용기내의 압력파의 교류성분을 측정한다.As shown in FIG. 8, the sample to be measured is mounted on the sealed container 30 so as to maintain the airtightness so that the surface to be measured forms a part of the wall surface of the sealed container, and the AC heat source 2 is modulated by an operation synthesizer or the like. The alternating current is heated by the generator 40 of the alternating current. The sealed container 30 is provided with a microphone 50 as a negative pressure detector so as to maintain airtightness, and its output is amplified by the lock-in amplifier of 60, and measures the AC component of the pressure wave in the sealed container.

록인증폭기(60)는 동기 정류회로라고도 불리우며, 교류 전원발생기(40)로부터의 참조 교류파와 검출파를 합하여 직류분을 얻는것이다. 소정의 등가 대역폭을 가지며, 선택성을 갖기때문에, 필요로하는 주파수 이외의 노이즈는 거의 완전히 제거된다.The lock authentication amplifier 60 is also called a synchronous rectification circuit, and is obtained by adding the reference AC wave and the detection wave from the AC power generator 40 to obtain a DC component. Since it has a predetermined equivalent bandwidth and selectivity, noise other than the required frequency is almost completely eliminated.

이 록연 증폭기(60)의 출력은 데이터 처러장치(예컨데, 퍼스널콤퓨터)(70)에 입력되며, 열확산율이 구하여진다. 이 열확산율의 산출법은 이하와 같다.The output of this lock amplifier 60 is input to the data processing apparatus (for example, a personal computer) 70, and the thermal diffusion rate is calculated | required. The calculation method of this thermal diffusion rate is as follows.

주율열은 전류의 정부를 불문하고, 그 피이크점에서 최대로 되기 때문에, 온도의 변화주기는 교류전류의 주기의 2배로되며, 따라서, 열원(2)의 온도의 교류성분은, 변조한 교류전류의 주파수를 f/2로하면 f의 주파수로 변동한다. 그 변동온도는 각 주파수를 ω(=2πf)로 하여, 이미 설명한 바와 같이,Since the main heat is irrespective of the current and the peak point, the period of change of the temperature is twice the period of the alternating current. Therefore, the alternating current component of the temperature of the heat source 2 is modulated alternating current. If the frequency of f / 2 is changed to the frequency of f. The fluctuation temperature assumes each frequency is ω (= 2πf), and as described above,

Figure kpo00008
Figure kpo00008

에 의해 표시된다.Is indicated by.

이 일에너지는 열전도에 의해 전열되여, 반대면의 피측정면과 접하는 밀봉용기내의 기체에 주기적인 온도변화를 야기하고, 시료의 피측정면의 온도변동의 위상과 일치하는 압력파를 발생시킨다. 측정시료의 두께를, d, 열확산율을 α로 하면 그 변동온도는,This work energy is transferred by heat conduction, causing periodic temperature changes in the gas in the sealed container in contact with the surface under measurement on the opposite side, and generating a pressure wave consistent with the phase of the temperature variation of the surface under measurement of the sample. If the thickness of the sample is d and the thermal diffusivity is α, the fluctuation temperature is

Figure kpo00009
Figure kpo00009

로 되며 양자의 의상차에만 착안하면,If you focus only on the costume car of both,

Figure kpo00010
Figure kpo00010

로 된다. 이 △θ는 압력파의 위상차와 일치한다.It becomes This Δθ coincides with the phase difference of the pressure wave.

따라서 ω=2πf를 (3)식에 대신 넣어서 변형하면, 이미 설명한 바와 같이,Therefore, if ω = 2πf is put in Eq. (3) instead, as described above,

Figure kpo00011
Figure kpo00011

를 얻는다.Get

따라서, 두께 d가 이미 알려진 피측정시료에 관해서, 적어도 2점이상 변조주파수를 변화시켜서, 교류열원과 음압검출기에 의해 측정되는 압력파의 위상차 △θ를 측정하므로서, 변조주파수 f의 평방근에 대한 위상차의 경사에서, 열확산율을 구할 수 있다.Therefore, with respect to the sample to be measured whose thickness d is already known, the phase difference with respect to the square root of the modulation frequency f is measured by varying at least a two-point modulation frequency and measuring the phase difference Δθ of the pressure wave measured by the AC heat source and the sound pressure detector. At the slope of, the thermal diffusion rate can be obtained.

그리고 측정에 알맞는 주파수 범위의 하한은, 열확산길이(μs=

Figure kpo00012
)가 피측정시료의 두께 d 이하로되는 주파수이며, 상한은 진폭이 노이즈보다 충분히 큰범위이며, 피측정시료판이 두께 1OOμm 정도의 고분자필름의 경우 0.01에서 1000Hz, 바람직하게는 0.1에서 700Hz, 더 바람직하게는 1에서 500Hz이다.The lower limit of the frequency range suitable for measurement is the thermal diffusion length (μs =
Figure kpo00012
) Is the frequency below the thickness d of the sample under test, the upper limit is a range where the amplitude is sufficiently larger than the noise, and in the case of the polymer film having a sample thickness of about 100 μm, 0.01 to 1000 Hz, preferably 0.1 to 700 Hz, more preferably Preferably 1 to 500Hz.

이와 같이 본 발명은, 교류가열에 의한 가열면과 다른쪽의 면의 온도변화에 의해 유도되는 밀봉유기내의 압력파의 위상차 및 진폭이 가열면에 흐르는 교류전류의 변조주파수에 의존하는 것을 이용하고, 미소한 피측정시료에 미소한 도전성 박막을 형성시키고, 교류전류에 의해 발열시키고, 대향면의 온도변화를 압력파를 사용해서 측정한다. 미소한 피측정시료에 미소한 도전성 박막을 형성시키고 있는 것뿐이므로, 피측정 시료를 균일하게 가열, 냉각하는 것을 용이하게 할 수 있으며, 설비도 간단하며 소형의 것이 좋다.As described above, the present invention utilizes that the phase difference and amplitude of the pressure wave in the sealed organic body induced by the temperature change of the heating surface and the other surface by alternating current heating depend on the modulation frequency of the alternating current flowing through the heating surface. A fine conductive thin film is formed on a small sample to be measured, is heated by an alternating current, and the temperature change of the opposite surface is measured using a pressure wave. Since only a micro conductive thin film is formed on the micro sample to be measured, it is easy to uniformly heat and cool the sample under test, and the equipment is simple and small.

이하, 본 발명의 바람직한 실시의 양태(embodiments)를 실시예에 의해 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described by way of examples.

[실시예 1]Example 1

제2도에 도시한 장치에 의해 측정한다.It measures by the apparatus shown in FIG.

피측정시료판에는, 두께 98μm, 크기가15mm×15mm의 사파이어판에, 교류가열원은 500옹스트롬, 저항식 온도계는 800옹스트롬의 두께에, 폴리에스테르 필름에 의해 10mm×3mm로 마스크하여, 각각 금을 스패터한 것과, 두께가 120μm, 크기가 15mm×10mm의 플라스티렌 필름에, 교류가열원은 500옹스트롬, 저항식 온도계는 800옹스트롬의 두께에, 사파이어와 마찬가지로 폴리에스테르 필름에 의해 10mm×3mm로마스크하여, 각각 금을 스패터한것을 사용하였다.On the sample plate to be measured, a 98 µm-thick sapphire plate with a size of 15 mm x 15 mm, an alternating heating source of 500 angstroms and a resistance thermometer of 800 angstroms, and a polyester film masked 10 mm x 3 mm, respectively. In the thickness of 120μm and 15mm x 10mm, and the alternating heating source is 500 angstroms, the resistance thermometer is 800 angstroms, and like sapphire, 10mm x 3mm Rome And each of them was sputtered with gold.

제5도에 사파이어판에 의한 교류열원과 저항식 온도계의 교류성분의 출력의 위상차의 주파수의 평방근에 의한 변화를 나타냄. 이 도면에서 얻어지는 경사에서, 앞에서 설명한 식을 사용하여 열확산율이 구하여진다. 본 측정법에 의하면, 록인 증폭기를 사용하므로서 필요로하는 주파수 이의의 노이즈는 대부분 완전히 제거되며, 위상차를 측정함으로서 온도의 절대치에 의한 측정오차가 없고, 정밀도가 좋으여 재현성이 뛰어난 측정데이터를 얻을 수 있다. 이 경사에서 구하여지는 열확산율은, 1.2×1O-5m2/sec 전후로, 사파이어의 열확산율의 문현치나, 다른 열물성에서의 열확산율의 계산치와 잘 일치한다.5 shows the change by the square root of the frequency of the phase difference between the AC heat source by the sapphire plate and the AC component output of the resistance thermometer. In the inclination obtained in this figure, the thermal diffusivity is obtained using the above-described formula. According to this measuring method, noise of frequency difference required by using the lock-in amplifier is almost completely eliminated. By measuring the phase difference, measurement data can be obtained without the measurement error due to the absolute value of temperature, and the measurement data can be obtained with high accuracy and excellent reproducibility. . The thermal diffusivity obtained at this inclination coincides well with the calculated value of the thermal diffusivity of sapphire and the thermal diffusivity at other thermal properties at about 1.2 × 10 −5 m 2 / sec.

제6도에 폴리스티렌 필름의 열확산율의 온도 의존성에 대해서 측정한 결과를 나타냄. 이 피측정시료판의 유리 전이온도는, 약 105℃이지만, 도면과 같이 유리전이온도 이상의 넓은 온도범위에 걸쳐서, 열확산율을 측정할 수 있다. 또, 열확산율은, 유리전이점 근방에서 피이크를 갖는다고하는 흥미깊은 결과가 얻어지고 있으며, 액체상태와 고체상태로서의 열확산율에도 커다란 차가 나타나고 있다.6 shows the results of measurement on the temperature dependence of the thermal diffusivity of the polystyrene film. Although the glass transition temperature of this sample plate is about 105 degreeC, the thermal diffusivity can be measured over the wide temperature range more than glass transition temperature as shown in the figure. Moreover, the interesting result of having a peak in the thermal diffusion rate near a glass transition point is obtained, and the big difference also appears in the thermal diffusion rate in a liquid state and a solid state.

이와 같이, 본 발명에 의해, 물질의 고차 구조나 분자운동에 의한 열확산율의 변화를 상세하게 포착할 수가 있으며, 종래는 평가 곤란하였던 고온하에서의 제품설계등을 확실히 행할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to capture in detail the change in thermal diffusivity due to the higher order structure of the substance and the molecular motion, and to reliably design a product at a high temperature, which has conventionally been difficult to evaluate.

또, 각종 시뮬레이신 프로그램을 이용하는데 있어서, 실제의 가공온도, 사용온도에서 보다 나은 정밀도로 해석을 할 수 있다.In addition, in using various simulation programs, the analysis can be performed with better accuracy at the actual processing temperature and the use temperature.

제7도는 폴리스티렌 필름의 본 발명에서의 열확산율 측정치와, 다른 방법에 의한 비열, 밀도의 측정치에서 구한 열전도율의 온도 의존성의 측정결과를 나타냄. 비열은 시차주사 열량계, 밀도는 캐피러리식 P-V-T측정장치에 의해 얻어진 측정치를 사용하였다. 구해진 열전도율은, 열확산율과 마찬가지로 유리 전이점 근방에서 피이크를 가지고, 전체의 거동도 열확산율과 유사하며, 비열, 밀도도 보다 나음으로서, 열확산율이 열전도율에 크게 기여하고 있다. 이 결과에서, 열확산율의 경우와 마찬가지로, 종래는 평가곤란하였던 고온하에서의 제품설계 등을 확실하게 할 수가 있고, 또, 각종 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 실제의 가공온도, 사용온도에서보다 정밀성이 좋은 해석을 할 수 있다.7 shows the results of measuring the temperature dependence of the thermal diffusivity in the present invention of the polystyrene film and the thermal conductivity obtained from the measurement of specific heat and density by other methods. The specific heat used the differential scanning calorimeter and the density used the measured value obtained by the capillary-type P-V-T measuring apparatus. The thermal conductivity obtained has a peak near the glass transition point similarly to the thermal diffusivity, the overall behavior is similar to the thermal diffusivity, and the specific heat and density are also better, whereby the thermal diffusivity contributes significantly to the thermal conductivity. As a result of this, as in the case of the thermal diffusivity, it is possible to reliably design a product at a high temperature, which has been difficult to evaluate in the past, and also, by using various simulation programs, an analysis with better accuracy at the actual processing temperature and the use temperature can be obtained. can do.

그리고, 마찬가지의 측정을 제3도의 장치에 의해서 시도했으나, 대략 동일한 결과가 얻어진다는 것을 확인하였다.And while the same measurement was attempted by the apparatus of FIG. 3, it confirmed that substantially the same result was obtained.

[실시예 2]Example 2

제8도에 도시한 장치를 사용하였다.The apparatus shown in FIG. 8 was used.

피측정시료에는, 두께가 100μm, 크기가 10mm×10mm의 PET(폴리에틸렌테레프타레이트)필름에, 교류가열원은 300 옹스트롬의 두께에 금을 스패터에 의해 증착한 것을 사용하였다.In the sample to be measured, a PET (polyethylene terephthalate) film having a thickness of 100 μm and a size of 10 mm × 10 mm was used, and an alternating heating source was one having a thickness of 300 angstroms deposited with a spatter.

제9도는 그 피측정시료에 의한 교류열원과 음압검출기로부터의 출력의 위상차의 주파수의 평방근에 의한 변화를 나타냄.9 shows the change by the square root of the frequency of the phase difference of the AC heat source and the output from the sound pressure detector by the sample to be measured.

이 도면에서 얻어지는 경사에서, 앞서 설명한 식을 사용하여 마찬가지로 열확산율이 구하여진다.In the inclination obtained in this figure, the thermal diffusivity is similarly calculated using the above-described formula.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 아래와 같은 효과가 얻어지며, 고분자 물질이나 세라믹등의 각종 재료개발, 제품설계, 및 시뮬레이션에 의한 해석등의 분야에 적합하게 적용하는 것이 가능하다.As described above, according to the present invention, the following effects are obtained, and the present invention can be suitably applied to fields such as the development of various materials such as polymer materials and ceramics, product design, and analysis by simulation.

(1) 피측정시료판이 미량(또한 두께가 얇음)이며, 또, 도전성의 박막을 완전히 밀착시켜서 온도의 교류성분의 위상차만을 측정하기 때문에, 온도의 절대치가 문제로 안되며, 오차가 적은 좋은 정밀도의 측정을 할수 있으며, 또, 장치의 소형화, 측정의 고속화가 가능해진다.(1) Since the sample plate to be measured is very small (and thin in thickness), and the conductive thin film is brought into close contact with each other, only the phase difference of the AC component of the temperature is measured, so that the absolute value of the temperature is not a problem, and the accuracy is small. The measurement can be performed, and the apparatus can be downsized and the measurement speeded up.

따라서, 종래의 옹스트롤법이 가지고 있던 여러가지의 문제점, 즉, 시료가 대량으로 필요하며, 열손실을 최소로 억제하기 위한 단열계의 설비가 크고, 측정에 비교적 장시간이 소요되고, 측정대상은, 비교적 열확산율이 큰 물질에 한정된다고 하는 모든 문제점을 제거할 수 있다.Therefore, various problems that the conventional angstrom method has, namely, a large amount of samples are required, and a facility of a thermal insulation system for minimizing heat loss is large, and measurement takes a relatively long time. All problems of being limited to a material having a relatively high thermal diffusion rate can be eliminated.

(2) 도전성 박막은 스패터등에 의해 완전히 시료에 밀착되어 형성되며, 접촉 경계면이 무시될 수 있을 정도로 얇기때문에, 열손실이 문제가 안된다.(2) Since the conductive thin film is formed in close contact with the sample completely by a spatter or the like, and the contact interface is so thin that it can be ignored, heat loss is not a problem.

따라서, 광흡수를 이용하는 플래시법이나 PAS범과 같은, 가열얼룩이나 열손실 오차의 발생을 억제할 수 있는, 또, PAS법과 같이 음압검출기를 사용해서 측정하지 않기 때문에, 진동이나 노이즈에 의한 오차를 고려할 필요가 없다.Therefore, it is possible to suppress the occurrence of heating stains and heat loss errors, such as a flash method using a light absorption or a PAS range, and to measure errors due to vibration or noise since the measurement is not performed using a sound pressure detector like the PAS method. no need.

(3) 시료가 초소형이며, 장치도 간소화, 소형화되어 있기 때문에, 시료를 장착한 셀내의 시료부를 가열, 냉각하고, 측정부의 측정분위기 온도를 용이하게 바꿀수가 있고, 열확산율의 온도 의존성을 측정할 수 있다.(3) Since the sample is very small and the apparatus is simplified and miniaturized, the sample part in the cell equipped with the sample can be heated and cooled, and the measurement atmosphere temperature of the measurement part can be easily changed, and the temperature dependence of the thermal diffusion rate can be measured. Can be.

실제의 제품의 사용조건의 검토를 행하는 경우나 실제 현상에 의거한 해석을 행할 경우, 실온에서 용융온도이상의 폭넓은 온도범위에서의 열물성을 아는 것이 필요하지만, 본 발명에 의해, 종래법과 같이, 펄크의 처리나 셀의 밀폐등을 위하여 장치가 복잡화, 대형화 되는 일이 없고, 시료의 열특성을 타면적으로 측정할 수 있으며, 근년의 다용적인 재료 특성의 연구, 개발에 유연하게 대처할 수 있다.When examining the actual conditions of use of the product or analyzing based on actual phenomena, it is necessary to know the thermal properties over a wide temperature range above the melting temperature at room temperature, but according to the present invention, as in the conventional method, The device does not need to be complicated or enlarged for the treatment of perks or the sealing of cells, and it is possible to measure the thermal properties of the sample in other areas and to flexibly cope with the research and development of the versatile material properties in recent years.

(4) 본 발명에 의한 측정치와 다른 방법에 의해 구한 비열, 밀도의 측정치에서 열전도율을 얻을 수가 있다.(4) The thermal conductivity can be obtained from the measured values of specific heat and density determined by a method different from the measured value according to the present invention.

재료의 열이동에 따로는 물성을 고려해서 재로특성의 연구, 개발을 행할 경우, 열확산율 뿐만 아니라 열전도율을 아는 것도 중요하지만, 본 발명에 의해, 열확산율과 열전도율의 양자에 의한 다면적인 재료특성의 연구, 개발을 행할 수 있디.It is important to know not only the thermal diffusivity but also the thermal conductivity when researching and developing the properties in consideration of physical properties depending on the thermal movement of the material. However, according to the present invention, the multi-faceted material properties of both the thermal diffusivity and the thermal conductivity You can do research and development.

Claims (18)

얇은 측정시료판의 두께방향의 열확산율의 측정방법으로서, 그 얇은 피측정 시료판의 적어도 한쪽면에 도전성의 박막을 형성하여 그 박막에 전류를 흐르게 하므로서 주울열에 의해 발열하는 교류열원으로하고, 전기한 피측정 시료판의 교류열원에 일정한 변조주파수로 변조를 가한 교류전류를 흐르게하여, 교류 발열시키고, 그 피측정시료판의 대향하는 다른 한쪽면에 그 교류발열에 대응하는 응답곡선을 발생시키고, 그 응답곡선의 위상을 측정하므로서, 그 측정시료판의 두께방항의 열확산율을 산출하는 얇은 측정시료판의 교류 가열에 의한 열확산율 측정방법.A method for measuring the thermal diffusivity in the thickness direction of a thin sample plate, wherein an electrically conductive thin film is formed on at least one side of the thin sample plate and an electric current flows through the thin film to generate an alternating heat source generated by Joule heat. Alternating current is applied to an alternating heat source of one sample plate at a constant modulation frequency to generate alternating current, generating a response curve corresponding to the alternating heat generation on the other opposite side of the sample plate to be measured. A method for measuring the thermal diffusion rate by alternating heating of a thin measurement sample plate which calculates the thermal diffusion rate of the thickness term of the measurement sample plate by measuring the phase of the response curve. 제1항에 있어서, 응답곡선이 발열파 또는 압력파인 측정시료판의 교류가열에 의한 열확산율 측정방법.The method of measuring a thermal diffusivity according to claim 1, wherein the response curve is a heating wave or a pressure wave. 제2항에 있어서, 얇은 피측정시료판의 양면에 도전성의 박막을 형성하여, 그 박막의 한쪽을, 전류를 흐로게하므로서 주율열에 의해 발열하는 교류열원으로하고, 다른쪽의 박막을 온도에 의해 저항이 변화하는 것을 이용하는 저항식 온도계로된 측정계를 사용하고, 전기한 피측정시료판의 교류열원에 일정한 변조주파수로 변조를 가한 교류전류를 흐로게하여 교류발열시키고, 그 저항식 온도계에 그 교류발열에 응답하는 온도변화를 발생시키고, 이 온도변화의 위상을 측정하고, 이것을 전기한 피측정시료판에 대해서 전기한 변조주파수의 범위에서 적어도 2점 이상 전기한 변조주파수를 변화시키고, 교류열원이 온도변화와 저항식 온도계에 의해 측정된 온도변화의 위상차와, 전기한 변조주파수와의 상관관계에서 피측정시료판의 두께방향의 열확산율을 산출하는 교류가열에 의한 열확산율 측정방법.The conductive thin film according to claim 2, wherein a conductive thin film is formed on both sides of the thin sample plate, and one side of the thin film is an alternating heat source that generates heat by the main heat while flowing a current, and the other thin film is subjected to temperature. Using a measuring system made of a resistance thermometer using a change in resistance, the alternating current is generated by flowing an alternating current that is modulated at a constant modulation frequency to the alternating heat source of the sample plate to be measured. A temperature change is generated in response to the heat generation, the phase of the temperature change is measured, and the modulation frequency transmitted at least two points or more in the range of the modulation frequency described for the sample plate to which it is described is changed. Thermal diffusion in the thickness direction of the sample plate to be measured in correlation with the phase difference of the temperature change measured by the temperature change and the resistance thermometer and the modulated frequency. Thermal diffusivity measurement method according to the heat exchange to produce a. 제3항에 있어서, 피측정시료판이 고분자화합물, 유기색소, 광석, 유리, 세라믹에서 선택되는 난도전성 물질의 판인 교류가열에 의한 열확산율 측정방법.The method of measuring thermal diffusivity by alternating heating according to claim 3, wherein the sample plate to be measured is a plate of a non-conductive material selected from a polymer compound, an organic pigment, an ore, glass, and a ceramic. 제3항에 있어서, 저항식 온도계로되는 도전성 박막이, 온도에 의해 저항이 변화하는 도전성 물질로된 박막인 교류가열에 의한 열확산율 측정방법.4. The method for measuring heat diffusion rate by alternating current heating according to claim 3, wherein the conductive thin film made of a resistive thermometer is a thin film made of a conductive material whose resistance changes with temperature. 제3항에 있어서, 교류열원이외는 박막 및 저항식 온도계로되는 박막의 형성을, 스패터, 증착, 도포, 점착, 압착중에서 선택되는 방법으로 행하는 교류가열에 의한 열확산율 측정방법.The method of measuring thermal diffusivity by alternating current heating according to claim 3, wherein formation of a thin film made of a thin film and a resistance thermometer other than the alternating heat source is performed by a method selected from among spatter, vapor deposition, coating, adhesion, and compression. 제3항에 있어서, 피측정시료를 가열 또는 냉각하므로서, 피측정시료판의 측정온도를 적절한 온도로 바꾸어서, 열확산율의 온도 의존성을 측정하는 교류가열에 의한 열확산율 측정방법.4. The method of measuring a thermal diffusivity by alternating current heating according to claim 3, wherein the heating temperature of the sample to be measured is changed to an appropriate temperature by heating or cooling the sample to be measured. 제3항 내지 제7항중의 어느 한항에 있어서, 피측정시료의 열확산율과, 그 피측정시료의 비열 및 밀도의 측정치에서, 열전도율을 산출하는 그 피측정시료의 교류가열에 의한 열확산율 측정방법.The method for measuring thermal diffusivity according to any one of claims 3 to 7, wherein the thermal conductivity is calculated from the measurement of the thermal diffusivity of the sample to be measured and the specific heat and density of the sample to be measured. . 양면에 도전성 박막을 갖춘 얇은 피측정시료판의 두께방향의 열확산율을 측정하는 장치로서, 한쪽의 도전성 박막에 일정한 진폭의 변조를 가한 교류전류를 공급하는 교류전류 발생기와, 다른쪽의 도전성 박막에 일정한 직류전류를 공급하는 직류전류 공급기와, 전기한 다른쪽의 도전성 박막의 저항치의 온도 의존성에 기인하여 변화하는 전압을 증폭하는 록인 증폭기로서된, 교류가열에 의한 열확산율 측정장치.A device for measuring the thermal diffusivity in the thickness direction of a thin sample plate having conductive thin films on both sides, comprising: an alternating current generator for supplying an alternating current having a constant amplitude modulation applied to one conductive thin film, and the other conductive thin film. An apparatus for measuring heat diffusion rate by alternating current heating, comprising: a DC current supply for supplying a constant DC current, and a lock-in amplifier for amplifying a voltage that changes due to a temperature dependency of the resistance of the other conductive thin film. 제9항에 있어서, 피측정시료를 내장하는 셀을 다시 갖춘 교류가열에 의한 열확산율 측정장치.10. The heat diffusion rate measuring apparatus according to claim 9, further comprising a cell containing a sample to be measured. 제10항에 있어서, 셀내의 피측정시료를 가열 또는 냉각하는 기구를 다시 갖추고 측정분위기 온도를 적절한 온도로 바꾸어서, 열확산율의 온도 의존성을 측정할 수 있도록 한 교류가열에 의한 열확산율 측정장치.11. An apparatus for measuring a thermal diffusivity by alternating current heating according to claim 10, further comprising a mechanism for heating or cooling a sample to be measured in the cell, and changing the measurement atmosphere temperature to an appropriate temperature so that the temperature dependence of the thermal diffusion rate can be measured. 제2항에 있어서, 내부에 음압검출기를 갖춘용기를 준비하고, 하나의 면에 교류열원으로 해야할 도전성의 박막이 형성되며 또한 그 하나의 면에 대향하는 다른쪽의 면을 피측정면으로 하는 측정시료판을 그 박막의 피층정면이 그 용기의 내벽면의 일부를 이루도록 전기한 용기에 장착하고, 전기한 피측정시료판의 도전성 박막에 소정의 변조주파수로 변조를 가한 교류전류를 흐르게하여, 교류발열시키고, 이것에 의해 전기한 피측정면에 그 교류발열에 응답하는 온도변화를 발생시켜서, 압력파를 유도하고, 이 응답하는 압력파의 위상을 전기한 음압 검줄기에 의해 측정하고, 이것을 전기한 피측정시료판에 대해서 전기한 변조주파수의 범위에서 적어도 2점 이상 전기한 변조주파수를 변화시키고, 전기한 교류열원의 온도변화와 측정된 전기한 용기내에 발생하는 압력파의 위상차와, 전기한 변조주파수와의 상관관계에서 피측정시료판의 두께방향의 열확산율을 산출하는 교류가열에 의한 열확산을 측정방법.The measurement according to claim 2, wherein a container having a negative pressure detector is prepared inside, a conductive thin film to be formed as an alternating heat source is formed on one surface, and the other surface facing the one surface is the measurement surface. The sample plate is mounted in a container in which the skin surface of the thin film forms a part of the inner wall surface of the container, and an alternating current is applied to the conductive thin film of the sample plate to be measured at a predetermined modulation frequency. Heat is generated, thereby generating a temperature change in response to the alternating heat generation on the measured measurement surface, thereby inducing a pressure wave, and measuring the phase of the corresponding pressure wave by an electric pressure gauge that measures the electrical power. Change the modulation frequency of at least two points in the range of the modulation frequency described for one sample plate, and change the temperature of the alternating A method of measuring thermal diffusion by alternating current heating, which calculates a thermal diffusivity in the thickness direction of a sample plate under a correlation between a generated pressure wave phase difference and an electrical modulation frequency. 제12항에 있어서, 피측정시료판이 고분자 화합물, 유기색소, 광석, 유리, 세라믹에서 선택된 난도전성물질인 교류가열에 의한 열확산율 측정방법.The method according to claim 12, wherein the sample plate to be measured is a non-conductive material selected from a polymer compound, an organic pigment, an ore, glass, and a ceramic. 제12항에 있어서, 교류열원으로되는 박막의 형성을, 스패터, 증착, 도포, 접착, 압착에서 선택되는 방법으로 행하는 교류가열에 의한 열확산율 측정방법.The method for measuring the thermal diffusivity by alternating current heating according to claim 12, wherein formation of a thin film serving as an alternating heat source is performed by a method selected from sputtering, vapor deposition, coating, bonding, and compression. 제12항에 있어서, 피측정시료를 가열 또는 냉각하므로서, 피측정 시료판의 측정온도를 적절한 온도로 바꾸어서, 열확산율의 온도 의존성을 측정하는 교류 가열에 의한 열확산율 측정방법.The method of measuring a thermal diffusivity by alternating current heating according to claim 12, wherein the measurement temperature of the sample to be measured is changed to an appropriate temperature by heating or cooling the sample to be measured, thereby measuring the temperature dependency of the thermal diffusion rate. 제12항 내지 제15항중의 어느 한항에 있어서, 거기에 기재된 방법에 의해 얻어진 피측성 시료의 열확산율과, 그 피측정시료의 비열 및 밀도의 측정치에서, 열전도율을 산출하는 그 피측정시료의 교류가열에 의한 열확산율 측정방법.The method according to any one of claims 12 to 15, wherein the thermal diffusivity of the sample to be obtained by the method described therein and the measured value of the specific heat and density of the sample to be measured are used to calculate the thermal conductivity of the sample to be measured. Method for measuring thermal diffusivity by heating. 하나의 면에 교류열원이될 도전성의 박막이 형성되며 또한 그 하나의 면에 대향하는 다른쪽의 면을 피측정면으로 하는 얇은 피측정 시료파의 두께방향의 열확산율을 측정하는 장치로서, 한쪽의 도전성 박막에 일정한 진폭의 변조를 가한 교류전류를 공급하는 교류전류 발생기와, 다른쪽의 도전성 박막에 일정한 직류전류를 공급하는 직류 전류공급기와, 내부에 음압검출기를 가지며, 전기한 피측정시료판의 피측정면을 내벽의 일부가 되도록 그 피측정시료판을 장착가능한 용기와, 전기한 음압 검출로부터의 출력을 증폭하는 록인 증폭기로 이루어진 교류가열에 의한 열화산율 측정장치.A device for measuring the thermal diffusivity in the thickness direction of a thin sample wave to be measured on one surface, the conductive thin film being formed as an alternating heat source and having the other surface facing the one surface as the measurement surface. An alternating current generator for supplying an alternating current with a constant amplitude modulation to the conductive thin film of An apparatus for measuring the thermal volatility rate by alternating current heating, comprising: a container capable of mounting the sample plate so that the surface to be measured is part of an inner wall, and a lock-in amplifier that amplifies the output from the detected negative pressure. 제17항에 있어서, 셀내의 피측정시료를 가열 또는 냉각하는 기구를 다시 갖추고, 측정분위기 온도를 적절한 온도로 바꾸어서, 열확산율의 온도 의존성을 측정할 수 있도록한 교류가열에 의한 열확산율 측정장치.18. The apparatus for measuring the thermal diffusivity by alternating current heating according to claim 17, further comprising a mechanism for heating or cooling the sample to be measured in the cell, and changing the measurement atmosphere temperature to an appropriate temperature to measure the temperature dependency of the thermal diffusivity.
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