JP4252207B2 - Measuring method and measuring device for thermal resistance and biot number of laminated material - Google Patents
Measuring method and measuring device for thermal resistance and biot number of laminated material Download PDFInfo
- Publication number
- JP4252207B2 JP4252207B2 JP2000306534A JP2000306534A JP4252207B2 JP 4252207 B2 JP4252207 B2 JP 4252207B2 JP 2000306534 A JP2000306534 A JP 2000306534A JP 2000306534 A JP2000306534 A JP 2000306534A JP 4252207 B2 JP4252207 B2 JP 4252207B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- laminated material
- thermal resistance
- temperature
- surface temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002648 laminated material Substances 0.000 title claims description 136
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 52
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 226
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 27
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 13
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 3
- 150000002016 disaccharides Chemical class 0.000 description 39
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 description 24
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 14
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 11
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000010979 ruby Substances 0.000 description 5
- 229910001750 ruby Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000012720 thermal barrier coating Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229940057324 biore Drugs 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第1層と第2層とを有する積層材料の層間に存在する熱抵抗と積層材料のビオー数の測定方法及びその測定装置に係り、更に詳しくは層間厚さが明確に定義できない層間を有する積層材料の熱抵抗とそのときの積層材料のビオー数の測定方法及びその測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
耐熱金属や非酸化物系材料の耐酸化性を向上させるための耐酸化皮膜の形成、材料の耐熱性を向上させるための遮熱コーティング層の形成等、材料の適用範囲を拡大するために、母材となる材料の表面に他の材料を積層させて材料の特性を向上させる材料の多層化が広く検討されている。特に、高温下で使用される多層材料においては、熱伝導特性が材料設計における重要な物性値となり、その中でも多層材料の層間に生じる熱抵抗は、高温材料の材料設計において特に重要な因子となる。そのため、従来、例えば、母材表面に耐酸化皮膜や遮熱コーティング層が形成されている積層材料において、母材表面上の形成層との間に生成される層間の厚さが明確に定義できてこの部分を中間層として考慮することができる場合には、この層間に存在する熱抵抗は、例えばレーザーフラッシュ法を用いた多層材解析法により求めることができる。
【0003】
レーザーフラッシュ法を用いた多層材解析法では、始めに、積層材料の一方の表面にレーザー光を照射して瞬間加熱し、そのときの熱が伝導することによる他方の面の温度の変化を、例えば赤外線検出器で測定し、実測表面温度を求める。また、積層材料の一方の面をレーザー光で照射したときの他方の面の温度変化を熱伝導方程式を解いて求め、この解析解に積層材料の各層が有する密度、厚さ、熱物性などのデータを代入し、更に層間に形成された中間層の熱抵抗を仮定し、計算機を用いて数値計算し、他方の表面の理論表面温度を求める。次いで、実測表面温度と数値計算で得られた理論表面温度との2乗偏差が最小となる条件から中間層の有する熱抵抗を決定し、この値を中間層の熱抵抗としていた。
【0004】
例えば、第1層と第3層の厚さが共に1mm、第1層と第3層の間に形成された中間層である第2層の厚さを0.005〜1mmとした試料を用いて、パルス幅1msでパルス波形が三角波形のレーザー光を一方の表面に照射し、他方の表面の温度変化に基づいて熱抵抗を決定する場合、決定した熱抵抗の精度と熱抵抗が生じている中間層の厚さの関係を求めると、図4、図5に示す結果となる。図4、図5では、横軸は中間層である第2層の厚さ(ΔL2 )と積層材料の厚さ(L3 )との比として表記している。また、レーザーフラッシュ法の測定においては温度測定は10μs、パルス波形の測定は1μsのサンプリング速度で行い、数値計算においては熱拡散率は第1層が1.0×10-4m2 /s、第2層が1.1×10-4m2 /s、第3層が1.2×10-4m2 /s、比熱は第1層が1.0kJ/kg/K、第2層が1.1kJ/kg/K、第3層が1.2kJ/kg/K、密度は第1層が1000kg/m3 、第2層が1100kg/m3 、第3層が1200kg/m3 として、放射損失を示すビオー数は第1層及び第3層共に0.01とした。なお、図4はレーザーのパルス波形を考慮した場合における中間層である第2層の厚さ(ΔL2 )と積層材料の厚さ(L3 )との比をパラメータとしたときの決定した熱抵抗の精度の変化を、図5はパルス波形をデルタ関数近似した重心法の場合における中間層である第2層の厚さ(ΔL2 )と積層材料の厚さ(L3 )との比をパラメータとしたときの決定した熱抵抗の精度の変化をそれぞれ示している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
図4及び図5に示されているように、中間層である第2層の厚さ(ΔL2 )と積層材料の厚さ(L3 )の比が小さくなるにつれて、すなわち中間層である第2層の厚さ(ΔL2 )が薄くなるにつれて、決定した熱抵抗の精度は徐々に低下する。例えば、図4のレーザーのパルス波形を考慮した場合では、中間層である第2層の厚さ(ΔL2 )と積層材料の厚さ(L3 )の比が0.05未満になると誤差が急激に増加し、図5のパルス波形をデルタ関数近似した重心法の場合では、中間層である第2層の厚さ(ΔL2 )と積層材料の厚さ(L3 )の比が0.1未満になると誤差が急激に増加するようになる。このように、中間層である第2層の厚さ(ΔL2 )が積層材料の厚さ(L3 )に比較して薄くなると、レーザーフラッシュ法を用いた多層材解析法により決定した熱抵抗の精度が低下してくるため、部分的に第1層と第3層とが接触して層間厚さが消失して層間厚さが明確に定義できない層間の有する熱抵抗を、レーザーフラッシュ法を用いた多層材解析法から精度よく求めることは不可能となる。
【0006】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、第1層と第2層とを有する積層材料の層間に厚さが明確に定義できない層間が存在する場合の層間部の有する熱抵抗を精度よく決定できると共に積層材料のビオー数を決定できる積層材料の熱抵抗とビオー数の測定方法及び測定装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る積層材料の熱抵抗とビオー数の測定方法は、第1層と第2層を有する板状の積層材料で該第1層と該第2層との間に厚さが明確に定義できない層間部が存在する場合の該層間部が有する熱抵抗及び該積層材料の熱放射損失の程度を示すビオー数を測定する積層材料の熱抵抗とビオー数の測定方法であって、前記積層材料の第1層の表面を瞬間的に加熱したときの前記積層材料の第2層の表面の実測表面温度を求める第1工程と、前記積層材料の第1層の表面を瞬間的に加熱したときの前記積層材料の第2層の表面の理論表面温度を、境界条件T 1 (L 1 ,t)−T 2 (L 1 ,t)=−Rk 1 ∂T 1 (L 1 ,t)/∂xを考慮した非定常熱伝導方程式の解から計算して求める第2工程と、前記実測表面温度と前記理論表面温度との偏差を最小とする条件から前記熱抵抗と前記ビオー数を決定する第3工程とを有する。
ここに、T 1 、T 2 :前記第1層、前記第2層の温度、x:前記第1層表面を基準として該表面から積層材料内部に進入した距離、t:時間、L 1 :前記第1層の厚さ、R:前記層間部が有する熱抵抗、k 1 :前記第1層の熱伝導率
【0008】
積層材料の第1層の表面を瞬間的に加熱し、そのときの第2層の表面の温度を非定常状態で測定するため、測定に要する時間を非常に短くすることができ、周囲の外乱の影響を受けずに積層材料の熱特性を反映した温度変化を正確に測定することができる。また、積層材料の第1層の表面を瞬間的に加熱したときの第2層の表面の温度を、加熱条件と境界条件を考慮した非定常の熱伝導方程式を解くことにより、熱抵抗とビオー数を変数として含む形で理論表面温度を計算により求めることが可能となる。このため、熱抵抗とビオー数を変化させながら理論表面温度を計算することにより、理論表面温度を実測表面温度に一致させることが可能となる。従って、理論表面温度が実測表面温度に一致するときの熱抵抗とビオー数の値が、積層材料の層間部が有する熱抵抗、積層材料のビオー数であると考えることができる。ここで、理論表面温度と実測表面温度との一致を、実測表面温度と理論表面温度の偏差が最小になる条件から判定するので、熱抵抗とビオー数をパラメータとした繰り返し計算から熱抵抗とビオー数を決定することができる。
【0009】
本発明に係る積層材料の熱抵抗とビオー数の測定方法において、前記実測表面温度が前記第2層の表面の実測表面温度をラプラス変換したラプラス変換温度、前記理論表面温度が前記非定常熱伝導方程式をラプラス変換して求めた解析解に基づく計算値であり、前記偏差が前記ラプラス変換温度と前記計算値の2乗偏差とすることもできる。
ラプラス変換することにより、境界条件を有する非定常熱伝導方程式を容易に解析的に解くことが可能となる。また、ラプラス変換温度と解析解に基づく計算値との2乗偏差が最小となる条件から熱抵抗とビオー数の決定を行うため、熱抵抗とビオー数の決定に必要な計算量を大幅に低下させることができる。
【0010】
本発明に係る積層材料の熱抵抗とビオー数の測定方法において、前記実測表面温度が前記第2層の表面の実測表面温度をラプラス変換したラプラス変換温度、前記理論表面温度が前記非定常熱伝導方程式をラプラス変換して求めた解析解に基づく計算値であり、前記偏差が前記ラプラス変換温度の逆数と前記計算値の逆数の2乗偏差とすることが好ましい。
解析解に基づく計算値が分数形式であり、分母が求める熱抵抗とビオー数を含む形式で構成されている場合、計算値の逆数を採用することで、求める熱抵抗とビオー数が分母から分子に移行する。従って、ラプラス変換温度の逆数と計算値の逆数との2乗偏差を採用すると、2乗偏差の計算式の中では分数式に関する計算部分がなくなり、煩雑な計算処理を避けて熱抵抗とビオー数を決定することができる。
【0011】
本発明に係る積層材料の熱抵抗とビオー数の測定方法において、前記2乗偏差を最小とする条件を、前記実測表面温度の変化から求めた実測減衰時定数と前記理論表面温度の変化から求めた理論減衰時定数とを同値とする付加条件のもとで求めることもできる。
付加条件を設けることにより、熱抵抗とビオー数という2つの独立変数を熱抵抗又はビオー数の1つの独立変数にすることができ、変数を求めるための計算量を大幅に減少させることができる。
【0012】
続いて、第1層と第2層とを有する積層材料の熱抵抗とビオー数の測定方法について、更に詳しく説明する。
第1層と第2層の層間に熱抵抗Rが存在する板状の積層材料の第1層表面を瞬間的に加熱し、そのときの熱が第1層表面から第2層表面(積層材料の裏面)にのみ移動すると近似できる場合、熱の伝導状態は、温度Tに関する1次元の非定常熱伝導方程式と境界条件を示す(1)〜(8)式により記述できる。ここで、tは時間、xは第1層表面を基準として表面から積層材料内部に進入した距離、α1、α2はそれぞれ第1層、第2層の熱拡散率、k1、k2はそれぞれ第1層、第2層の熱伝導率、L1、L2はそれぞれ第1層、積層材料の厚さ、h0、h1はそれぞれ第1層、第2層のビオー数、Qは第1層表面をパルス加熱した際の最大吸収エネルギー、f(t)は第1層表面をパルス加熱する際のパルス波形の時間変化を示す。
【0013】
【数1】
【0014】
上記の1次元の非定常熱伝導方程式と境界条件を示す(1)〜(8)式をラプラス変換すると、(9)〜(16)式となる。
【0015】
【数2】
【0016】
微分方程式(9)の一般解は、Ai 、Bi を定数として次式(17)、(18)で与えられる。ここで、ri =(p/αi )1/2 であり、i=1は第1層、i=2は第2層を示す。
【0017】
【数3】
【0018】
次に、境界条件を示す(11)、(12)、(13)、及び(16)に一般解を代入し整理すると、(19)〜(22)式となる。
【0019】
【数4】
【0020】
更に、(19)、(22)式を整理すると(23)、(24)式となる。
【0021】
【数5】
【0022】
次に、(20)、(21)式より、定数A1 、B1 、とA2 、B2 の関係を求める。(20)、(21)式をA1 、B1 、A2 、B2 を用いて整理して示すと、(25)、(26)式となり、この関係は(27)式の形にまとめられる。
【0023】
【数6】
【0024】
更に、(24)、(27)式より、A1 、B1 とA2 の関係を導くと(28)、(29)式となる。
【0025】
【数7】
【0026】
また、(28)、(29)式を(23)式に代入してA2 を導くと(30)式となる。
【0027】
【数8】
【0028】
これより積層材料の裏面の温度は(31)式で表される。
【0029】
【数9】
【0030】
(31)式において、分子の大括弧([ ])内を変形すると(32)式となる。
【0031】
【数10】
【0032】
また、(31)式において、分母の大括弧([ ])内を変形する。先ず、c+dγ、a+bγを変形すると、それぞれ(33)、(34)式となる。
【0033】
【数11】
【0034】
(33)、(34)を用いて、更に分子の大括弧内の変形により生じたr2 −h1 /L2 を考慮して、(31)式の分母の大括弧内を変形し整理すると、(35)となる。
【0035】
【数12】
【0036】
従って、(31)、(32)、(35)式を用いて、積層材料の裏面の温度を求めると(36)式となる。
【0037】
【数13】
【0038】
続いて、第1層及び第2層の熱物性値が判明している場合の層間部に発生している熱抵抗を求める方法について説明する。
積層材料の裏面の実測表面温度と理論表面温度を表す理論式を用いて2乗偏差を構成し、この2乗偏差を最小とするものとして熱抵抗R及びビオー数hを求めるが、その方法には直接法と時定数法がある。直接法は熱抵抗R及びビオー数hを共に独立変数として、2乗偏差が小さくなる方向に両変数を順次移動して2乗偏差を最小とする熱抵抗Rとビオー数hを求めるものである。一方、時定数法は、時間空間における積層材料の裏面の実測表面温度の減衰領域において減衰時定数τを測定し、この測定した減衰時定数τと積層材料の裏面の理論表面温度を表す理論式より計算される理論減衰時定数とを同値とする付加条件の下に2乗偏差の最小値を求めるものである。この時定数に関する付加条件式は、熱抵抗Rとビオー数hの関係を表す式である。ここで、第1層表面と第2層表面のビオー数が等しいと仮定する。h0 =h1 =hとして、(36)式を変形すると(37)式となる。
【0039】
【数14】
【0040】
(37)式をパルス波形の時間変化部分のラプラス変換式f(p)で除して整理すると(38)式となる。
【0041】
【数15】
【0042】
続いて、積層材料の裏面の実測表面温度と理論表面温度を表す理論式を用いて2乗偏差を構成し、この2乗偏差を最小とする熱抵抗Rとビオー数hを求めることになるが、2乗偏差は、実測表面温度と理論表面温度の理論式を用いた通常の2乗偏差でもよし、それぞれの逆数を用いた2乗偏差でもよい。ここでは、理論表面温度を与える式中で求める熱抵抗Rとビオー数hが分母に存在しているため、逆数を用いた2乗偏差を採用する。積層材料の裏面である第2層表面の実測表面温度の逆数と(37)で得られる理論表面温度の逆数との2乗偏差は、(39)式として与えられる。ここで、第2層表面の実測表面温度をラプラス変換したものをEj 、その逆数をvj としている。ここで、nはラプラス変数の個数である。
【0043】
【数16】
【0044】
先ず、最大吸収エネルギーQを(40)式より求める。
【0045】
【数17】
【0046】
次に、熱抵抗Rは、2乗偏差Sを最小とするRの値として決定できるので、Rで偏微分したものを0とすることにより、(41)式に示す2乗偏差SのRによる偏微分式が得られる。
【0047】
【数18】
【0048】
従って、(42)式より熱抵抗Rが決定される。
【0049】
【数19】
【0050】
ビオー数が小さく無視できる場合、(42)式のaj 、bj に、a0j、b0jを代入することにより熱抵抗Rが決定される。また、ビオー数hが無視できない場合の熱抵抗Rは、直接法の場合には熱抵抗R及びビオー数hを2乗偏差が小さくなる方向に順次移動して最終的に2乗偏差の最小値を与える熱抵抗Rとビオー数hを求めることができる。また、時定数法の場合には、2乗偏差を最小とする条件から熱抵抗Rとビオー数hを決定する際に、実測された積層材料の裏面である第2層表面の温度の減衰過程から計算される時定数が熱抵抗Rとビオー数hの関数であるという付加条件を設けるため、熱抵抗Rとビオー数hの2つの独立変数が熱抵抗R又はビオー数hのいずれか1つの独立変数となり、計算が容易となる。従って、ここでは、時定数法を用いた場合について説明する。そこで、(36)式を用いて理論時定数を計算する。先ず、(36)式の分母の括弧内を(p)1/2 =xとして3次項まで展開すると(43)式となる。
【0051】
【数20】
【0052】
これより第2層表面の温度減衰の時定数τは(44)式で与えられる。
【0053】
【数21】
【0054】
この時定数τをビオー数及び熱抵抗Rに対して整理すると(44)式の分母及び分子はそれぞれ(45)、(46)式となる。
【0055】
【数22】
【0056】
従って、(45)、(46)式を用いて時定数τは(47)式で表される。ここで、ビオー数が小さい場合では(47)式よりビオー数は(48)式として求まる。
【0057】
【数23】
【0058】
また、熱抵抗Rは(49)式として求まる。
【0059】
【数24】
【0060】
以上のことから、実測表面温度の減衰過程から時定数τを具体的に求め、(42)式と(49)式を同値とすることにより、ビオー数を具体的に決定できる。決定したビオー数を(42)に代入することにより熱抵抗Rが求まる。更に、(42)式の近似式を使用して熱抵抗Rを求めることも可能である。(42)式の近似式は、(42)式の各項を展開しビオー数の関数として表した(50)式を用いて得られる。
【0061】
【数25】
【0062】
すなわち、(50)式を(42)式に代入して、(45)式の分母、分子ともビオー数の1次項までとして整理すると(51)式となり、(51)式を用いて熱抵抗Rが決定できる。
【0063】
【数26】
【0064】
前記目的に沿う本発明に係る積層材料の熱抵抗とビオー数の測定装置は、第1層と第2層とを有し該第1層と該第2層との間に厚さが明確に定義できない層間部が存在する板状の積層材料の第1層の表面を瞬間的に加熱するパルス加熱手段と、前記積層材料の第2層の表面の実測表面温度を求める温度測定手段と、前記第1層の表面が瞬間的に加熱されたときの前記第2層の表面の理論表面温度を、境界条件T 1 (L 1 ,t)−T 2 (L 1 ,t)=−Rk 1 ∂T 1 (L 1 ,t)/∂xを考慮した非定常熱伝導方程式の解から求め、該理論表面温度を前記実測表面温度に一致させることにより前記積層材料の前記層間部の有する熱抵抗と前記積層材料のビオー数を決定する演算処理手段とを有する。
ここに、T 1 、T 2 :前記第1層、前記第2層の温度、x:前記第1層表面を基準として該表面から積層材料内部に進入した距離、t:時間、L 1 :前記第1層の厚さ、R:前記層間部が有する熱抵抗、k 1 :前記第1層の熱伝導率
積層材料の第1層の表面を瞬間的に加熱するパルス加熱手段を備えることにより、非定常状態における測定が可能となる。また、積層材料の第2層の表面の温度を測定する温度測定手段を備えることにより、正確な表面の温度測定が可能となる。更に、演算処理手段が備えられていることにより、測定された第2層の表面の温度の記録と、理論表面温度の算出、及び熱抵抗と積層材料のビオー数を決定を連続的に行うことができる。
【0065】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図1は本発明の一実施の形態に係る積層材料の熱抵抗とビオー数の測定装置の構成図、図2は本発明の一実施の形態に係る積層材料の熱抵抗とビオー数の測定方法を適用して決定した熱抵抗値の精度を示す説明図、図3は同積層材料の熱抵抗とビオー数の測定方法を中間層が熱抵抗層として作用する3層積層材料に適用して決定した熱抵抗の精度を示す説明図である。
【0066】
図1に示すように、本発明の一実施の形態に係る積層材料の熱抵抗とビオー数の測定装置の一例であるレーザーフラッシュ装置10は、レーザーパルスを発生させることが可能なパルス加熱手段の一例であるレーザーパルス発生手段11と、発生したレーザーパルスを、レーザーパルスの波形を検出するレーザーパルス検出手段12に向かうレーザーパルス及び積層材料13を照射するレーザーパルスに分配するハーフミラー14と、レーザーパルスが照射された積層材料13の裏面の温度を測定する温度測定手段15と、レーザーパルス検出手段12からの信号と温度測定手段15からの信号を入力信号として積層材料の熱抵抗とビオー数の解析を行う演算処理手段16と、演算処理手段16による解析結果を表示する出力手段17とを有している。以下、これらについて詳細に説明する。
【0067】
レーザーパルス発生手段11には、試料を高温雰囲気に保持した場合でも雰囲気の熱変動を超える熱エネルギーを積層材料13表面に注入することが可能な、例えば、ルビーレーザー発振機を使用することができる。積層材料13の大きさは、レーザーフラッシュ装置10に設けられた試料ホルダー18のサイズにより決定され、例えば、直径が8〜12mm、厚さが2〜3mm程度の円板状の積層材料が使用できる。ハーフミラー14は、ルビーレーザーの吸収率が極めて小さく、かつ透過性が極めて高い材質を有した基板の表面に入射したルビーレーザーから所定量の光を反射するコーティング層を設けた構成を有し、入射したルビーレーザーの光量の、例えば50%を反射し、50%を通過させることができる。従って、レーザーパルス発生手段11から発生したレーザーがハーフミラー14により反射しレーザーパルス検出手段12の受光部に到達するようにレーザーパルス検出手段12の受光部の光軸を調整することにより、レーザーパルス発生手段11から発射されたレーザー光の一部をレーザーパルス検出手段12に導入してレーザーパルスの波形をレーザーパルス検出手段12により測定することができる。また、レーザーパルス発生手段11から発生しハーフミラー14を透過したレーザーの光軸と積層材料13の中心軸とを一致させることにより、積層材料13の表面をレーザーパルスで確実に照射することができる。このような構成とすることにより、積層材料13の一方の表面をルビーレーザーパルスで照射した場合、積層材料13の温度変化を1次元非定常熱伝導方程式により記述することができる。
【0068】
温度測定手段15は、レーザーパルスが照射された積層材料13の裏面の温度変化を高速で精度よく測定できる機能を有する必要があり、例えば、温度検知センサーとして赤外線検出器を備えた温度計測器が使用できる。演算処理手段16は、例えば、1)レーザーパルス検出手段12からの信号を記録すると共に該パルス波形をラプラス変換する機能、2)温度測定手段15からの積層材料13の裏面の実測表面温度の信号を記録すると共に、実測表面温度のラプラス変換を行う機能、3)積層材料13を構成している第1層及び第2層の有する各種物性値、積層材料13の寸法を用いて、積層材料13の有する境界条件から1次元の非定常熱伝導方程式をラプラス変換により解析的に解いて積層材料13の裏面の理論表面温度を求める機能、4)実測表面温度のラプラス変換と理論表面温度の2乗偏差を求めて、2乗偏差を最小とする条件から熱抵抗とビオー数を決定する機能、5)決定された熱抵抗とビオー数を表示手段に表示する機能とを備えている。演算処理手段16には、例えば、パーソナルコンピュータが使用できる。出力手段17は決定された熱抵抗とビオー数を表示する機能を有するもので、例えば、パーソナルコンピュータ用の表示機器が使用できる。
【0069】
次に、本発明の一実施の形態に係る積層材料の熱抵抗とビオー数の測定方法について詳細に説明する。
例えば、第1層と第2層とを圧着して形成した素材から直径が10mmで第1層と第2層の境界を中心に第1層と第2層の厚さが各1mmで全体の厚さが2mmとなる円板形状の積層材料13を作成し、レーザーフラッシュ装置10の試料室に設けられている試料ホルダー18上に、例えば第1層側を上側にして固定する。続いて、試料室を真空等の所定雰囲気にし、試料室内の温度を制御して、積層材料13が所定の温度に安定した段階でレーザーパルス発生手段11からレーザーパルスをハーフミラー14に向けて発射する。発射されたレーザーパルスはハーフミラー14に到達し、ハーフミラー14によってレーザーパルスの光量の、例えば50%は反射されてレーザーパルス検出手段12に到達しレーザーパルスの波形が求められ、そのデータは演算処理手段16に転送される。また、ハーフミラー14を透過したレーザーパルスは積層材料13の第1層表面に到達し表面を瞬間的に加熱する。
【0070】
レーザーパルスにより積層材料13の第1層表面が加熱されると、そのときの熱は第2層側に伝導するので、第2層表面(積層材料13の裏面)の温度は徐々にに上昇する。しかし、積層材料13の表面からの熱の散逸も同時に生じているので、裏面温度は最高温度を経てから次に徐々に低下する。このときの温度変化を、例えば赤外線検出器を備えた温度測定手段15により測定し、測定値は演算処理手段16に転送される。演算処理手段16では、先ず、温度測定手段15から転送された積層材料13の裏面の実測表面温度の信号を記録すると共に、実測表面温度のラプラス変換を行いラプラス変換温度を記録する。次いで、積層材料13の有する境界条件から1次元の非定常熱伝導方程式をラプラス変換により解析的に解き、レーザーパルス検出手段12からの信号により積層材料13の表面が吸収したパルス波形を記録すると共に該パルス波形をラプラス変換し、積層材料13を構成している第1層及び第2層の有する各種物性値、第1層及び第2層の寸法を用いて、積層材料13の裏面のラプラス空間における理論表面温度を求める。その後、記録している実測表面温度のラプラス変換温度とラプラス空間における理論表面温度の2乗偏差を求め、2乗偏差を最小とする条件から熱抵抗とビオー数を決定する。最後に、決定した熱抵抗とビオー数、測定データ等の指定された内容を、例えばパーソナルコンピュータ用の表示機器に表示する。
【0071】
続いて、本発明の積層材料の熱抵抗とビオー数の測定方法により決定される熱抵抗とビオー数の精度について説明する。
先ず、積層材料13の第1層と第2層の有する熱物性値を含む各種物性値、試料寸法、ビオー数、及び第1層と第2層の層間に生じている熱抵抗を設定して、レーザーパルスを用いて第1層表面を加熱したときの第2層表面(裏面)の温度を、境界条件を考慮した1次元非定常熱伝導方程式から解析的に求める。ここで、設定する熱抵抗の値は妥当な範囲内の数値であることを条件として任意に数種類設定し、ビオー数も第1層と第2層で同一として妥当な値に設定した。次に、解析的に求めた裏面の温度を仮想実測表面温度とし、レーザーパルスによる加熱条件を同一として、積層材料13の第1層と第2層の有する熱物性値を含む各種物性値、試料寸法を用いて、(36)式によりラプラス空間における理論表面温度を求める。続いて、仮想実測表面温度のラプラス変換値と理論表面温度の2乗偏差を求め、2乗偏差を最小とする条件から熱抵抗とビオー数を決定する。決定された熱抵抗とビオー数を仮想実測表面温度を求める際に設定した熱抵抗とビオー数の値と比較することにより、その一致の程度から(36)式を用いた、すなわち本発明の積層材料の熱抵抗とビオー数の測定方法により決定された熱抵抗とビオー数の精度が評価できる。
【0072】
例えば、第1層を密度:1000kg/m3 、比熱:1.00kJ/kg/K、熱拡散率:1.0×10-4m2 /s、層厚さ:1.0mmとし、第2層を密度:1200kg/m3 、比熱:1.20kJ/kg/K、熱拡散率:1.2×10-4m2 /s、層厚さ:1.0mmとし、ビオー数を0.01、設定熱抵抗値(R0 )を表1に示す11種類の値にして、仮想実測表面温度を求め仮想実測表面温度のラプラス変換値を求めた。更に、仮想実測表面温度に対して、積層材料13の第1層と第2層の有する熱物性値を含む各種物性値、試料寸法を用いて(36)式により理論表面温度を求めて、仮想実測表面温度のラプラス変換値と理論表面温度との2乗偏差を最小とする条件から熱抵抗とビオー数を決定した。決定した熱抵抗の値を熱抵抗解析値(R)として設定熱抵抗値(R0 )と共に表1に記載する。なお、(36)式を用いて熱抵抗とビオー数を決定する際、第1層の表面が吸収したレーザーパルス波形を重心近似した場合(重心法)と、パルス波形を考慮した場合(パルス補正法)の2種類の方法を採用した。
【0073】
【表1】
【0074】
また、図2に示すように、縦軸を設定熱抵抗値(R0 )と2乗偏差を最小とするものとして求めた熱抵抗解析値(R)との比とし、横軸を設定熱抵抗値(R0 )と第1層及び第2層の熱抵抗の和(R1 +R2 )との比として表示し、熱抵抗解析値(R)の特性を検討した。ここで、R1 、R2 は第1層及び第2層の厚さを各層の熱伝導率で割ったものである。表1及び図2から、2乗偏差を用いた積層材料の熱抵抗とビオー数の測定方法により、第1層と第2層の層間に厚さが明確に定義できない層間部が存在する場合の層間部の有する熱抵抗を精度よく決定することが可能となることが判明した。更に、熱抵抗を精度よく決定するには、決定される熱抵抗と、第1層及び第2層の熱抵抗の和との比が、0.05以上であることが必要であることも判明した。更に、パルス波形を考慮するパルス補正法(●)は、パルス重心法(〇)に比較して、高い精度で熱抵抗を決定することが可能であることも判った。なお、2乗偏差を用いて決定される熱抵抗とビオー数の精度の検討は、熱抵抗の場合について具体的に示したが、仮想実測表面温度のラプラス変換値と理論表面温度との2乗偏差を最小とする条件から熱抵抗とビオー数を決定しているため、決定したビオー数の精度も熱抵抗と同様の精度を有している。
【0075】
本発明に係る積層材料の熱抵抗の測定方法は、第1層、第2層、及び第3層を有する積層材料で第2層の熱拡散率が第1層及び第3層の熱拡散率と比較して小さく熱抵抗層として作用するときの熱抵抗の決定にも適用できることが判明している。例えば、第1層を密度:1100kg/m3 、比熱:1.00kJ/kg/K、熱拡散率:1.0×10-4m2 /s、層厚さ:1.0mmとし、第3層を密度:1200kg/m3 、比熱:1.20kJ/kg/K、熱拡散率:1.2×10-4m2 /s、層厚さ:1.0mmとし、第2層を熱拡散率:1.1×10-6m2 /s、比熱:1.10kJ/kg/Kとし、ビオー数を0.01、第2層の層厚さを変更することにより熱抵抗を5種類の値に設定して、3層材裏面温度の理論式より理論表面温度を求めて、この仮想実測表面温度に対して本発明に係る積層材料の熱抵抗の測定方法を適用して第2層の熱抵抗を決定した。その結果を、図2と同じ要領で表した図3に示す。図3から判るように、第2層の熱拡散率が第1層及び第3層の熱拡散率の1/100以下であれば、パルス補正法を採用すると、決定される熱抵抗(R2 )と第1層及び第3層の熱抵抗の和(R1 +R3 )との比が0.05以上であれば5%以内の精度で第2層の有する熱抵抗を決定することができる。
【0076】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、例えば、積層材料の熱抵抗とビオー数の測定装置におけるパルス加熱手段としてレーザーパルス発生手段を使用したが、キセノンランプ等のハロゲンランプを使用したパルス加熱手段を使用することも可能である。また、実測表面温度のラプラス変換値と理論表面温度との2乗偏差として、各逆数の偏差を2乗して求めた2乗偏差を例として求めたが、実測表面温度のラプラス変換値と理論表面温度の偏差を2乗して求める2乗偏差を使用することも可能である。
【0077】
【発明の効果】
請求項1〜4記載の積層材料の熱抵抗とビオー数の測定方法においては、積層材料の第1層の表面を瞬間的に加熱したときの積層材料の第2層の表面の実測表面温度を求める第1工程と、積層材料の第1層の表面を瞬間的に加熱したときの積層材料の第2層の表面の理論表面温度を、境界条件T 1 (L 1 ,t)−T 2 (L 1 ,t)=−Rk 1 ∂T 1 (L 1 ,t)/∂xを考慮した非定常熱伝導方程式の解から計算して求める第2工程と、実測表面温度と理論表面温度との偏差を最小とする条件から熱抵抗と前記ビオー数を決定する第3工程とを有するので、熱抵抗とビオー数の決定を測定に熟練を要することなく高精度に行うことができる。更に、非定常状態での測定であるため、低温から高温までの広い温度範囲で測定を容易に行うことが可能となる。
【0078】
特に、請求項2記載の積層材料の熱抵抗とビオー数の測定方法においては、実測表面温度が第2層の表面の実測表面温度をラプラス変換したラプラス変換温度、理論表面温度が非定常熱伝導方程式をラプラス変換して求めた解析解に基づく計算値であり、偏差がラプラス変換温度と計算値の2乗偏差であるので、厳密な解析解が得られることから理論表面温度を容易に正確に求めることが可能となり、更に2乗偏差を最小とする条件から熱抵抗とビオー数を求めるため、測定から熱抵抗とビオー数の決定までが自動化でき熱抵抗とビオー数を短時間に高精度で決定することができる。
【0079】
請求項3記載の積層材料の熱抵抗とビオー数の測定方法においては、実測表面温度が第2層の表面の実測表面温度をラプラス変換したラプラス変換温度、理論表面温度が非定常熱伝導方程式をラプラス変換して求めた解析解に基づく計算値であり、偏差がラプラス変換温度と計算値の逆数の2乗偏差であるので、2乗偏差を最小とする条件から熱抵抗とビオー数を決定するに際して、分数式の煩雑な計算を避けることができ、熱抵抗とビオー数をより短時間に高精度で決定することができる。
【0080】
請求項4記載の積層材料の熱抵抗とビオー数の測定方法においては、2乗偏差を最小とする条件を、実測表面温度の変化から求めた実測減衰時定数と理論表面温度の変化から求めた理論減衰時定数とを同値とする付加条件のもとで求めるので、2つの独立変数を1つの独立変数にすることで計算量を大幅に減少させることができ、熱抵抗とビオー数を更に短時間に高精度で決定することができる。
【0081】
請求項5記載の積層材料の熱抵抗とビオー数の測定装置においては、第1層と第2層とを有し第1層と第2層との間に厚さが明確に定義できない層間部が存在する板状の積層材料の第1層の表面を瞬間的に加熱するパルス加熱手段と、積層材料の第2層の表面の実測表面温度を求める温度測定手段と、第1層の表面が瞬間的に加熱されたときの第2層の表面の理論表面温度を、境界条件T 1 (L 1 ,t)−T 2 (L 1 ,t)=−Rk 1 ∂T 1 (L 1 ,t)/∂xを考慮した非定常熱伝導方程式の解から求め、理論表面温度を実測表面温度に一致させることにより積層材料の層間部の有する熱抵抗と積層材料のビオー数を決定する演算処理手段とを有するので、測定に熟練していない者でも測定を行うことが可能で、高精度に熱抵抗とビオー数を決定することができる。また、測定には微小サイズの試料でも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る積層材料の熱抵抗とビオー数の測定装置の構成図である。
【図2】本発明の一実施の形態に係る積層材料の熱抵抗とビオー数の測定方法を適用して決定した熱抵抗値の精度を示す説明図である。
【図3】同積層材料の熱抵抗とビオー数の測定方法を中間層が熱抵抗層として作用する3層積層材料に適用して決定した熱抵抗の精度を示す説明図である。
【図4】レーザーパルス波形を考慮した場合の、中間層が熱抵抗層として作用する3層積層材料における多層材解析法により決定した熱抵抗の精度の中間層厚さとの関係を示すグラフである。
【図5】レーザーパルス波形を重心法で近似した場合の、中間層が熱抵抗層として作用する3層積層材料における多層材解析法により決定した熱抵抗の精度の中間層厚さとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
10:レーザーフラッシュ装置(積層材料の熱抵抗とビオー数の測定装置)、11:レーザーパルス発生手段(パルス加熱手段)、12:レーザーパルス検出手段、13:積層材料、14:ハーフミラー、15:温度測定手段、16:演算処理手段、17:出力手段、18:試料ホルダー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of measuring a thermal resistance and a biot number of a laminated material between layers of a laminated material having a first layer and a second layer, and a measuring apparatus therefor, and more specifically, the interlayer thickness cannot be clearly defined. The present invention relates to a method for measuring the thermal resistance of a laminated material having layers and the number of bios of the laminated material at that time, and a measuring apparatus therefor.
[0002]
[Prior art]
In order to expand the application range of materials, such as the formation of an oxidation-resistant film to improve the oxidation resistance of refractory metals and non-oxide materials, the formation of a thermal barrier coating layer to improve the heat resistance of materials, Multilayering of materials that improve the characteristics of materials by laminating other materials on the surface of a base material has been widely studied. In particular, in multilayer materials used at high temperatures, thermal conductivity is an important physical property value in material design, and thermal resistance generated between the layers of multilayer materials is a particularly important factor in material design of high temperature materials. . Therefore, conventionally, for example, in a laminated material in which an oxidation-resistant film or a thermal barrier coating layer is formed on the surface of the base material, the thickness between the layers formed with the formation layer on the surface of the base material can be clearly defined. When this portion can be considered as an intermediate layer, the thermal resistance existing between the layers can be obtained by a multilayer material analysis method using, for example, a laser flash method.
[0003]
In the multilayer material analysis method using the laser flash method, first, one surface of the laminated material is irradiated with laser light and heated instantaneously, and the change in temperature on the other surface due to conduction of the heat at that time, For example, measurement is performed with an infrared detector, and an actual surface temperature is obtained. Also, the temperature change of the other surface when one surface of the laminated material is irradiated with laser light is obtained by solving the heat conduction equation, and the density, thickness, thermophysical properties, etc. of each layer of the laminated material are found in this analytical solution Substituting the data, further assuming the thermal resistance of the intermediate layer formed between the layers, numerical calculation is performed using a computer, and the theoretical surface temperature of the other surface is obtained. Next, the thermal resistance of the intermediate layer was determined from the condition that the square deviation between the measured surface temperature and the theoretical surface temperature obtained by numerical calculation was minimized, and this value was used as the thermal resistance of the intermediate layer.
[0004]
For example, a sample is used in which the thickness of both the first layer and the third layer is 1 mm, and the thickness of the second layer, which is an intermediate layer formed between the first layer and the third layer, is 0.005 to 1 mm. Thus, when laser light having a pulse width of 1 ms and a triangular pulse waveform is irradiated on one surface and the thermal resistance is determined based on the temperature change of the other surface, the accuracy and thermal resistance of the determined thermal resistance are generated. When the relationship of the thickness of the intermediate layer is obtained, the results shown in FIGS. 4 and 5 are obtained. 4 and 5, the horizontal axis represents the thickness of the second layer, which is an intermediate layer (ΔL2 ) And the thickness of the laminated material (LThree ) And the ratio. In laser flash measurement, temperature measurement is performed at a sampling rate of 10 μs and pulse waveform measurement is performed at a sampling rate of 1 μs. In numerical calculation, the thermal diffusivity is 1.0 × 10 × 10 for the first layer.-Fourm2 / S, second layer 1.1 × 10-Fourm2 / S, the third layer is 1.2 × 10-Fourm2 / S, specific heat is 1.0 kJ / kg / K for the first layer, 1.1 kJ / kg / K for the second layer, 1.2 kJ / kg / K for the third layer, and 1000 kg / m for the first layer.Three , The second layer is 1100kg / mThree The third layer is 1200kg / mThree As for the number of bioses indicating the radiation loss, the first layer and the third layer are both 0.01. Note that FIG. 4 shows the thickness (ΔL) of the second layer, which is an intermediate layer, in consideration of the pulse waveform of the laser.2 ) And the thickness of the laminated material (LThree FIG. 5 shows the change in the accuracy of the thermal resistance determined when the ratio to the thickness of the second layer as the intermediate layer in the case of the centroid method approximating the pulse waveform to the delta function (ΔL).2 ) And the thickness of the laminated material (LThree ) And the change in the accuracy of the thermal resistance determined when the ratio is used as a parameter.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As shown in FIGS. 4 and 5, the thickness (ΔL2 ) And the thickness of the laminated material (LThree ) Ratio, that is, the thickness (ΔL) of the second layer as the intermediate layer2 ) Becomes thinner, the accuracy of the determined thermal resistance gradually decreases. For example, when the pulse waveform of the laser in FIG. 4 is considered, the thickness (ΔL2 ) And the thickness of the laminated material (LThree ) Ratio is less than 0.05, the error increases rapidly. In the case of the centroid method in which the pulse waveform of FIG. 5 is approximated by a delta function, the thickness of the second layer (ΔL)2 ) And the thickness of the laminated material (LThree ) Becomes less than 0.1, the error increases rapidly. In this way, the thickness (ΔL2 ) Is the thickness of the laminated material (LThree ), The accuracy of the thermal resistance determined by the multilayer material analysis method using the laser flash method is lowered, so that the first layer and the third layer are partially in contact with each other and the interlayer thickness It is impossible to accurately obtain the thermal resistance between the layers whose thickness cannot be clearly defined due to disappearance of the layer from the multilayer material analysis method using the laser flash method.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and the thermal resistance of the interlayer portion when there is an interlayer whose thickness cannot be clearly defined between the layers of the laminated material having the first layer and the second layer is accurately determined. It is an object of the present invention to provide a method and a measuring apparatus for measuring the thermal resistance and bior number of a laminated material that can be determined and the number of bios of the laminated material can be determined.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The method for measuring the thermal resistance and the number of bioses of the laminated material according to the present invention in accordance with the above object is a plate-like laminated material having a first layer and a second layer, and is between the first layer and the second layer.If there is an interlayer part where the thickness cannot be clearly defined,A method of measuring a thermal resistance and a bio-number of a laminated material for measuring a thermal resistance of an interlayer part and a biot number indicating a degree of thermal radiation loss of the laminated material,1st layerOf the laminated material when the surface ofSecond layerA first step of determining the measured surface temperature of the surface of the laminated material;1st layerOf the laminated material when the surface ofSecond layerThe theoretical surface temperature of the surface of the boundary conditionT 1 (L 1 , T) -T 2 (L 1 , T) = − Rk 1 ∂T 1 (L 1 , T) / ∂xThe second step of determining the thermal resistance and the number of bioses from the second step obtained by calculating from the solution of the unsteady heat conduction equation in consideration of the above and the condition for minimizing the deviation between the measured surface temperature and the theoretical surface temperature Process.
Where T 1 , T 2 : Temperature of the first layer and the second layer, x: distance entering the laminated material from the surface with reference to the surface of the first layer, t: time, L 1 : Thickness of the first layer, R: thermal resistance of the interlayer, k 1 : Thermal conductivity of the first layer
[0008]
Laminated material1st layerThe surface of theSecond layerThe temperature of the surface of the material is measured in an unsteady state, so the time required for the measurement can be greatly shortened, and the temperature change that reflects the thermal characteristics of the laminated material is accurately measured without being affected by the surrounding disturbance. be able to. Also, the laminated material1st layerWhen the surface of theSecond layerBy solving the unsteady heat conduction equation considering the heating conditions and boundary conditions, the theoretical surface temperature can be calculated by including the thermal resistance and the number of bioses as variables. For this reason, it is possible to make the theoretical surface temperature coincide with the measured surface temperature by calculating the theoretical surface temperature while changing the thermal resistance and the number of bioses. Therefore, it can be considered that the values of the thermal resistance and the number of bioses when the theoretical surface temperature coincides with the measured surface temperature are the thermal resistance and the number of bioses of the laminated material of the interlayer material. Here, the agreement between the theoretical surface temperature and the measured surface temperature is determined from the condition that the deviation between the measured surface temperature and the theoretical surface temperature is minimized. The number can be determined.
[0009]
In the method for measuring the thermal resistance and the biot number of the laminated material according to the present invention, the measured surface temperature is the above-described surface temperature.Second layerThe Laplace conversion temperature obtained by performing Laplace conversion on the measured surface temperature of the surface, the theoretical surface temperature is a calculated value based on an analytical solution obtained by Laplace conversion of the unsteady heat conduction equation, and the deviation is the Laplace conversion temperature and the above The square deviation of the calculated value can also be used.
By performing Laplace transform, it becomes possible to analytically solve unsteady heat conduction equations having boundary conditions. In addition, since the thermal resistance and biot number are determined from the condition that the square deviation between the Laplace conversion temperature and the calculated value based on the analytical solution is minimized, the amount of calculation required to determine the thermal resistance and biot number is greatly reduced. Can be made.
[0010]
In the method for measuring the thermal resistance and the biot number of the laminated material according to the present invention, the measured surface temperature is the above-described surface temperature.Second layerThe Laplace conversion temperature obtained by converting the measured surface temperature of the surface to Laplace, the theoretical surface temperature is a calculated value based on the analytical solution obtained by Laplace conversion of the unsteady heat conduction equation, and the deviation is the reciprocal of the Laplace conversion temperature. And the square deviation of the reciprocal of the calculated value.
If the calculated value based on the analytical solution is in a fractional format and is configured in a format that includes the thermal resistance and bior number obtained by the denominator, the reciprocal of the calculated value is used to obtain the desired thermal resistance and bior number from the denominator. Migrate to Therefore, when the square deviation between the inverse of the Laplace conversion temperature and the inverse of the calculated value is adopted, there is no calculation part related to the fractional expression in the calculation formula of the square deviation, and it is possible to avoid the complicated calculation processing and the thermal resistance and the bio number. Can be determined.
[0011]
In the method for measuring the thermal resistance and the number of bioses of the laminated material according to the present invention, the condition for minimizing the square deviation is obtained from the measured decay time constant obtained from the change in the measured surface temperature and the change in the theoretical surface temperature. It can also be obtained under the additional condition that makes the theoretical damping time constant equal.
By providing an additional condition, the two independent variables of thermal resistance and bior number can be made one independent variable of thermal resistance or bior number, and the amount of calculation for obtaining the variable can be significantly reduced.
[0012]
Next, a method for measuring the thermal resistance and the number of bioses of the laminated material having the first layer and the second layer will be described in more detail.
The surface of the first layer of the plate-shaped laminated material having a thermal resistance R between the first layer and the second layer is instantaneously heated, and the heat at that time is changed from the surface of the first layer to the surface of the second layer (laminated material). If it can be approximated to move only to the back surface of (1), the heat conduction state can be described by the one-dimensional unsteady heat conduction equation relating to the temperature T and the equations (1) to (8) showing the boundary conditions. Where t is time, x is the distance from the surface to the inside of the laminated material with respect to the surface of the first layer, α1, Α2Are the thermal diffusivities of the first and second layers, respectively, k1, K2Are the thermal conductivity of the first and second layers, respectively, L1, L2Are the first layer,Laminate materialThickness, h0, H1Is the number of bios in the first layer and the second layer, Q is the maximum absorption energy when the surface of the first layer is pulse-heated, and f (t) is the time change of the pulse waveform when the surface of the first layer is pulse-heated. Show.
[0013]
[Expression 1]
[0014]
When the above-described one-dimensional unsteady heat conduction equation and the equations (1) to (8) showing the boundary conditions are Laplace transformed, equations (9) to (16) are obtained.
[0015]
[Expression 2]
[0016]
The general solution of the differential equation (9) is Ai , Bi Is given by the following equations (17) and (18). Where ri = (P / αi )1/2 I = 1 indicates the first layer and i = 2 indicates the second layer.
[0017]
[Equation 3]
[0018]
Next, when general solutions are substituted into (11), (12), (13), and (16) indicating boundary conditions, the equations (19) to (22) are obtained.
[0019]
[Expression 4]
[0020]
Further, when formulas (19) and (22) are arranged, formulas (23) and (24) are obtained.
[0021]
[Equation 5]
[0022]
Next, from the expressions (20) and (21), a constant A1 , B1 , And A2 , B2 Seeking the relationship. Equations (20) and (21)1 , B1 , A2 , B2 Using (), the expressions (25) and (26) are obtained, and this relationship is summarized in the form of the expression (27).
[0023]
[Formula 6]
[0024]
Furthermore, from equations (24) and (27), A1 , B1 And A2 When the relationship is derived, equations (28) and (29) are obtained.
[0025]
[Expression 7]
[0026]
Also, by substituting equations (28) and (29) into equation (23), A2 Is derived, the equation (30) is obtained.
[0027]
[Equation 8]
[0028]
Accordingly, the temperature of the back surface of the laminated material is expressed by the equation (31).
[0029]
[Equation 9]
[0030]
In the equation (31), when the inside of the brackets ([]) of the molecule is deformed, the equation (32) is obtained.
[0031]
[Expression 10]
[0032]
Further, in the equation (31), the inside of the denominator bracket ([]) is transformed. First, when c + dγ and a + bγ are transformed, equations (33) and (34) are obtained, respectively.
[0033]
## EQU11 ##
[0034]
Using (33) and (34), r generated by deformation within the brackets of the molecule2 -H1 / L2 In consideration of the above, if the brackets in the denominator of equation (31) are transformed and arranged, (35) is obtained.
[0035]
[Expression 12]
[0036]
Therefore, when the temperature of the back surface of the laminated material is determined using the equations (31), (32), and (35), the equation (36) is obtained.
[0037]
[Formula 13]
[0038]
Next, a method for obtaining the thermal resistance generated in the interlayer portion when the thermophysical values of the first layer and the second layer are known will be described.
A square deviation is constructed using a theoretical expression representing the measured surface temperature and the theoretical surface temperature of the back surface of the laminated material, and the thermal resistance R and the biot number h are obtained with this square deviation as a minimum. There are direct method and time constant method. In the direct method, both the thermal resistance R and the biot number h are independent variables, and both variables are sequentially moved in the direction in which the squared deviation is reduced to obtain the thermal resistance R and the biot number h that minimize the squared deviation. . On the other hand, the time constant method measures the decay time constant τ in the attenuation region of the measured surface temperature of the back surface of the laminated material in time space, and expresses the measured decay time constant τ and the theoretical surface temperature of the back surface of the laminated material. The minimum value of the square deviation is obtained under the additional condition that the theoretical damping time constant calculated from the above is equivalent. The additional conditional expression relating to this time constant is an expression representing the relationship between the thermal resistance R and the bior number h. Here, it is assumed that the number of bioses on the surface of the first layer and the surface of the second layer is equal. h0 = H1 When (36) is transformed with = h, the following formula (37) is obtained.
[0039]
[Expression 14]
[0040]
When formula (37) is divided by the Laplace transform formula f (p) of the time-varying portion of the pulse waveform, formula (38) is obtained.
[0041]
[Expression 15]
[0042]
Subsequently, a square deviation is constructed using a theoretical formula representing the measured surface temperature and the theoretical surface temperature of the back surface of the laminated material, and the thermal resistance R and the bioh number h that minimize this square deviation are obtained. The square deviation may be a normal square deviation using a theoretical formula of the actually measured surface temperature and the theoretical surface temperature, or may be a square deviation using their reciprocal numbers. Here, since the thermal resistance R and the biot number h obtained in the formula for giving the theoretical surface temperature exist in the denominator, the square deviation using the reciprocal is adopted. The square deviation between the reciprocal of the measured surface temperature of the second layer surface, which is the back surface of the laminated material, and the reciprocal of the theoretical surface temperature obtained in (37) is given as equation (39). Here, the measured surface temperature on the surface of the second layer is converted to Laplace.j , And vice versaj It is said. Here, n is the number of Laplace variables.
[0043]
[Expression 16]
[0044]
First, the maximum absorbed energy Q is obtained from the equation (40).
[0045]
[Expression 17]
[0046]
Next, since the thermal resistance R can be determined as a value of R that minimizes the square deviation S, by substituting 0 for the partial differential of R, the R of the square deviation S shown in the equation (41) A partial differential equation is obtained.
[0047]
[Formula 18]
[0048]
Therefore, the thermal resistance R is determined from the equation (42).
[0049]
[Equation 19]
[0050]
If the number of bioses is small and can be ignored, a in equation (42)j , Bj A0j, B0jIs substituted for the thermal resistance R. In the case of the direct method, the thermal resistance R when the biot number h cannot be ignored is the minimum value of the squared deviation by sequentially moving the thermal resistance R and the biot number h in the direction in which the squared deviation becomes smaller. Can be obtained. Further, in the case of the time constant method, when determining the thermal resistance R and the biot number h from the condition that minimizes the square deviation, the temperature decay process of the surface of the second layer, which is the back surface of the laminated material actually measured. In order to provide an additional condition that the time constant calculated from is a function of the thermal resistance R and the Bioh number h, two independent variables of the thermal resistance R and the Bioh number h are either one of the thermal resistance R or the Bioh number h. It becomes an independent variable and calculation is easy. Therefore, here, a case where the time constant method is used will be described. Therefore, the theoretical time constant is calculated using equation (36). First, the parenthesis in the denominator of equation (36) is (p)1/2 When x is expanded to the third order term, equation (43) is obtained.
[0051]
[Expression 20]
[0052]
Thus, the time constant τ of temperature decay on the second layer surface is given by the equation (44).
[0053]
[Expression 21]
[0054]
When this time constant τ is arranged with respect to the biot number and the thermal resistance R, the denominator and the numerator of the equation (44) become the equations (45) and (46), respectively.
[0055]
[Expression 22]
[0056]
Therefore, the time constant τ is expressed by the equation (47) using the equations (45) and (46). Here, when the number of bioses is small, the number of bioses can be obtained from equation (47) as equation (48).
[0057]
[Expression 23]
[0058]
Further, the thermal resistance R is obtained as the equation (49).
[0059]
[Expression 24]
[0060]
From the above, the Biot number can be specifically determined by specifically obtaining the time constant τ from the decay process of the actually measured surface temperature and setting the equations (42) and (49) to the same value. The thermal resistance R is obtained by substituting the determined number of bios into (42). Furthermore, it is also possible to obtain the thermal resistance R using the approximate expression (42). The approximate expression of the expression (42) is obtained by using the expression (50) in which each term of the expression (42) is expanded and expressed as a function of the number of bioses.
[0061]
[Expression 25]
[0062]
That is, substituting the equation (50) into the equation (42) and arranging both the denominator and the numerator of the equation (45) up to the first order term of the Biot number, the equation (51) is obtained, and the thermal resistance R using the equation (51) Can be determined.
[0063]
[Equation 26]
[0064]
An apparatus for measuring a thermal resistance and a biot number of a laminated material according to the present invention that meets the above-described object has a first layer and a second layer, and is between the first layer and the second layer.Thickness cannot be clearly definedOf plate-like laminated material with an interlayer1st layerPulse heating means for instantaneously heating the surface of the laminated material, andSecond layerTemperature measuring means for determining the actual surface temperature of the surface of the surface, and1st layerWhen the surface of the is instantaneously heatedSecond layerThe theoretical surface temperature of the surface of, Boundary condition T 1 (L 1 , T) -T 2 (L 1 , T) = − Rk 1 ∂T 1 (L 1 , T) / From the solution of the unsteady heat conduction equation considering ∂xSeeking,Arithmetic processing means for determining the thermal resistance of the interlayer portion of the laminated material and the number of bios of the laminated material by making the theoretical surface temperature coincide with the measured surface temperature.
Where T 1 , T 2 : Temperature of the first layer and the second layer, x: distance entering the laminated material from the surface with reference to the surface of the first layer, t: time, L 1 : Thickness of the first layer, R: thermal resistance of the interlayer, k 1 : Thermal conductivity of the first layer
Laminated material1st layerBy providing pulse heating means for instantaneously heating the surface of the film, measurement in an unsteady state can be performed. Also, the laminated materialSecond layerBy providing a temperature measuring means for measuring the surface temperature of the surface, it is possible to accurately measure the surface temperature. Furthermore, it was measured by being provided with arithmetic processing means.Second layerIt is possible to continuously record the temperature of the surface, calculate the theoretical surface temperature, and determine the thermal resistance and the number of biores in the laminated material.
[0065]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
Here, FIG. 1 is a configuration diagram of a thermal resistance and bior number measuring device of a laminated material according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a thermal resistance and bior number of the laminated material according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the accuracy of the thermal resistance value determined by applying the measuring method of FIG. 3, and FIG. 3 shows the application of the measuring method of the thermal resistance and the number of bios of the same laminated material to a three-layer laminated material in which the intermediate layer acts as a thermal resistance layer It is explanatory drawing which shows the precision of the thermal resistance determined by doing.
[0066]
As shown in FIG. 1, a
[0067]
For the laser pulse generating means 11, for example, a ruby laser oscillator capable of injecting thermal energy exceeding the thermal fluctuation of the atmosphere into the surface of the
[0068]
The temperature measuring means 15 needs to have a function capable of measuring the temperature change of the back surface of the
[0069]
Next, a method for measuring the thermal resistance and the number of bioses of a laminated material according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
For example, from a material formed by pressure bonding the first layer and the second layer, the diameter is 10 mm, the thickness of the first layer and the second layer is 1 mm each centering on the boundary between the first layer and the second layer, and the whole A disc-shaped
[0070]
When the first layer surface of the
[0071]
Subsequently, the accuracy of the thermal resistance and the bio number determined by the method for measuring the thermal resistance and the bio number of the laminated material of the present invention will be described.
First, various physical property values including the thermophysical property values of the first layer and the second layer of the
[0072]
For example, the density of the first layer is 1000 kg / mThree Specific heat: 1.00 kJ / kg / K, Thermal diffusivity: 1.0 × 10-Fourm2 / S, layer thickness: 1.0 mm, density of second layer: 1200 kg / mThree Specific heat: 1.20 kJ / kg / K, Thermal diffusivity: 1.2 × 10-Fourm2 / S, layer thickness: 1.0 mm, biore number 0.01, set thermal resistance value (R0 ) Was set to 11 types of values shown in Table 1, and a virtual measured surface temperature was obtained to obtain a Laplace transform value of the virtual measured surface temperature. Furthermore, with respect to the virtual measured surface temperature, the theoretical surface temperature is calculated by the equation (36) using various physical property values including the thermophysical property values of the first layer and the second layer of the
[0073]
[Table 1]
[0074]
Also, as shown in FIG. 2, the vertical axis represents the set thermal resistance value (R0 ) And the thermal resistance analysis value (R) determined to minimize the square deviation, and the horizontal axis represents the set thermal resistance value (R0 ) And the sum of the thermal resistance of the first and second layers (R1 + R2 ) And the characteristics of the thermal resistance analysis value (R) were examined. Where R1 , R2 Is the thickness of the first and second layers divided by the thermal conductivity of each layer. From Table 1 and FIG. 2, when there is an interlayer part where the thickness cannot be clearly defined between the first layer and the second layer by the method of measuring the thermal resistance and the biot number of the laminated material using the square deviation It has been found that the thermal resistance of the interlayer part can be determined with high accuracy. Furthermore, it has been found that, in order to accurately determine the thermal resistance, the ratio of the determined thermal resistance to the sum of the thermal resistances of the first layer and the second layer needs to be 0.05 or more. did. Furthermore, it was also found that the pulse correction method (●) considering the pulse waveform can determine the thermal resistance with higher accuracy than the pulse centroid method (◯). In addition, although the examination of the accuracy of the thermal resistance and the biot number determined using the square deviation is specifically shown for the case of thermal resistance, the square of the Laplace transform value of the virtual measured surface temperature and the theoretical surface temperature is shown. Since the thermal resistance and the number of bioses are determined from the condition that minimizes the deviation, the accuracy of the determined number of bioses has the same accuracy as the thermal resistance.
[0075]
The method for measuring the thermal resistance of a laminated material according to the present invention is a laminated material having a first layer, a second layer, and a third layer. The thermal diffusivity of the second layer is the thermal diffusivity of the first layer and the third layer. It can be applied to the determination of thermal resistance when acting as a thermal resistance layer. For example, the density of the first layer is 1100 kg / mThree Specific heat: 1.00 kJ / kg / K, Thermal diffusivity: 1.0 × 10-Fourm2 / S, layer thickness: 1.0 mm, density of third layer: 1200 kg / mThree Specific heat: 1.20 kJ / kg / K, Thermal diffusivity: 1.2 × 10-Fourm2 / S, layer thickness: 1.0 mm, second layer thermal diffusivity: 1.1 × 10-6m2 / S, specific heat: 1.10 kJ / kg / K, the number of bioses is 0.01, the thermal resistance is set to five values by changing the layer thickness of the second layer, and the three-layer material back surface temperature The theoretical surface temperature was obtained from the above theoretical formula, and the thermal resistance of the second layer was determined by applying the method for measuring the thermal resistance of the laminated material according to the present invention to the virtual measured surface temperature. The result is shown in FIG. 3 expressed in the same manner as FIG. As can be seen from FIG. 3, when the thermal diffusivity of the second layer is 1/100 or less of the thermal diffusivity of the first layer and the third layer, the thermal resistance (R2 ) And the sum of the thermal resistance of the first and third layers (R1 + RThree )) Is 0.05 or more, the thermal resistance of the second layer can be determined with an accuracy within 5%.
[0076]
The embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to this embodiment. For example, laser pulse generation is performed as a pulse heating unit in a measurement device for the thermal resistance and biot number of a laminated material. However, it is also possible to use pulse heating means using a halogen lamp such as a xenon lamp. In addition, as a square deviation between the Laplace conversion value of the measured surface temperature and the theoretical surface temperature, a square deviation obtained by squaring the deviation of each reciprocal was taken as an example. It is also possible to use a square deviation obtained by squaring the deviation of the surface temperature.
[0077]
【The invention's effect】
In the measurement method of the thermal resistance and bio-number of the laminated material according to
[0078]
In particular, in the method for measuring the thermal resistance and the number of bioses of the laminated material according to
[0079]
In the method of measuring the thermal resistance and biot number of the laminated material according to claim 3, the measured surface temperature isSecond layerThe Laplace conversion temperature obtained by Laplace conversion of the measured surface temperature of the surface, the theoretical surface temperature is a calculated value based on the analytical solution obtained by Laplace conversion of the unsteady heat conduction equation, and the deviation is the reciprocal of the Laplace conversion temperature and the calculated value. Since it is a square deviation, it is possible to avoid complicated calculations of fractional expressions when determining the thermal resistance and the number of bioses from the condition that minimizes the square deviation, and the thermal resistance and the number of bioses can be accurately obtained in a shorter time. Can be determined.
[0080]
In the method of measuring the thermal resistance and the biot number of the laminated material according to
[0081]
In the thermal resistance of the laminated material of Claim 5, and the bio-number measuring apparatus, it has the 1st layer and the 2nd layer, and it is between the 1st layer and the 2nd layer.Thickness cannot be clearly definedOf plate-like laminated material with an interlayer1st layerPulse heating means for instantaneously heating the surface ofSecond layerTemperature measuring means for determining the actual surface temperature of the surface of1st layerWhen the surface of the is heated instantaneouslySecond layerThe theoretical surface temperature of the surface of, Boundary condition T 1 (L 1 , T) -T 2 (L 1 , T) = − Rk 1 ∂T 1 (L 1 , T) / From the solution of the unsteady heat conduction equation considering ∂xSeeking,Since the theoretical surface temperature matches the measured surface temperature, it has an arithmetic processing means that determines the thermal resistance of the interlayer part of the laminated material and the number of bioses of the laminated material, so even those who are not skilled in measurement can make measurements It is possible to determine the thermal resistance and the number of bioses with high accuracy. In addition, the measurement can be performed even with a minute sample.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an apparatus for measuring the thermal resistance and the number of bioses of a laminated material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the accuracy of the thermal resistance value determined by applying the method for measuring the thermal resistance and the number of bioses of a laminated material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the accuracy of thermal resistance determined by applying the method for measuring the thermal resistance and biot number of the same laminated material to a three-layer laminated material in which an intermediate layer acts as a thermal resistance layer.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between thermal resistance accuracy and intermediate layer thickness determined by a multilayer analysis method in a three-layer laminated material in which an intermediate layer acts as a thermal resistance layer in consideration of a laser pulse waveform. .
FIG. 5 shows the relationship between the thermal resistance accuracy determined by the multilayer analysis method and the intermediate layer thickness in a three-layer laminated material in which the intermediate layer acts as a thermal resistance layer when the laser pulse waveform is approximated by the center of gravity method. It is a graph.
[Explanation of symbols]
10: Laser flash device (measurement device of thermal resistance and biot number of laminated material), 11: Laser pulse generating means (pulse heating means), 12: Laser pulse detecting means, 13: Laminated material, 14: Half mirror, 15: Temperature measuring means, 16: arithmetic processing means, 17: output means, 18: sample holder
Claims (5)
前記積層材料の第1層の表面を瞬間的に加熱したときの前記積層材料の第2層の表面の実測表面温度を求める第1工程と、
前記積層材料の第1層の表面を瞬間的に加熱したときの前記積層材料の第2層の表面の理論表面温度を、境界条件T 1 (L 1 ,t)−T 2 (L 1 ,t)=−Rk 1 ∂T 1 (L 1 ,t)/∂xを考慮した非定常熱伝導方程式の解から計算して求める第2工程と、
前記実測表面温度と前記理論表面温度との偏差を最小とする条件から前記熱抵抗と前記ビオー数を決定する第3工程とを有することを特徴とする積層材料の熱抵抗とビオー数の測定方法。
ここに、T 1 、T 2 :前記第1層、前記第2層の温度、x:前記第1層表面を基準として該表面から積層材料内部に進入した距離、t:時間、L 1 :前記第1層の厚さ、R:前記層間部が有する熱抵抗、k 1 :前記第1層の熱伝導率 Thermal resistance possessed by the interlayer unit when the interlayer unit that is not clearly defined thickness between the first layer and the first layer and the second layer in the plate-shaped laminate material having a second layer is present, And a method of measuring the thermal resistance and biot number of the laminated material for measuring the biot number indicating the degree of thermal radiation loss of the laminated material,
A first step of determining an actual surface temperature of the surface of the second layer of the laminated material when the surface of the first layer of the laminated material is instantaneously heated;
The theoretical surface temperature of the surface of the second layer of the laminated material when the surface of the first layer of the laminated material is instantaneously heated is defined as a boundary condition T 1 (L 1 , t) −T 2 (L 1 , t ) =-Rk 1 ∂T 1 (L 1 , t) / second step calculated from the solution of the unsteady heat conduction equation considering 考慮 x ;
A method for measuring the thermal resistance and bionumber of a laminated material, comprising: a third step of determining the thermal resistance and the biot number from a condition that minimizes a deviation between the measured surface temperature and the theoretical surface temperature. .
Where, T 1 , T 2 : temperature of the first layer and the second layer, x: distance entering the laminated material from the surface with reference to the surface of the first layer, t: time, L 1 : the above Thickness of the first layer, R: thermal resistance of the interlayer part, k 1 : thermal conductivity of the first layer
前記積層材料の第2層の表面の実測表面温度を求める温度測定手段と、
前記第1層の表面が瞬間的に加熱されたときの前記第2層の表面の理論表面温度を、境界条件T 1 (L 1 ,t)−T 2 (L 1 ,t)=−Rk 1 ∂T 1 (L 1 ,t)/∂xを考慮した非定常熱伝導方程式の解から求め、該理論表面温度を前記実測表面温度に一致させることにより前記積層材料の前記層間部の有する熱抵抗と前記積層材料のビオー数を決定する演算処理手段とを有することを特徴とする積層材料の熱抵抗とビオー数の測定装置。
ここに、T 1 、T 2 :前記第1層、前記第2層の温度、x:前記第1層表面を基準として該表面から積層材料内部に進入した距離、t:時間、L 1 :前記第1層の厚さ、R:前記層間部が有する熱抵抗、k 1 :前記第1層の熱伝導率 The surface of the first layer of the plate-like laminated material having the first layer and the second layer and having an interlayer portion whose thickness cannot be clearly defined between the first layer and the second layer is instantaneously applied. Pulse heating means for heating to
Temperature measuring means for determining an actual surface temperature of the surface of the second layer of the laminated material;
The theoretical surface temperature of the surface of the second layer when the surface of the first layer is instantaneously heated is defined as a boundary condition T 1 (L 1 , t) −T 2 (L 1 , t) = − Rk 1 determined from the solution of ∂T 1 (L 1, t) / unsteady heat conduction equation in consideration of ∂x, thermal resistance possessed by the interlayer of the laminated material by matching the該理theory surface temperature on the measured surface temperature And an arithmetic processing means for determining the number of bios of the laminated material. The apparatus for measuring the thermal resistance and the number of bios of the laminated material.
Where, T 1 , T 2 : temperature of the first layer and the second layer, x: distance entering the laminated material from the surface with reference to the surface of the first layer, t: time, L 1 : the above Thickness of the first layer, R: thermal resistance of the interlayer part, k 1 : thermal conductivity of the first layer
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000306534A JP4252207B2 (en) | 2000-10-05 | 2000-10-05 | Measuring method and measuring device for thermal resistance and biot number of laminated material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000306534A JP4252207B2 (en) | 2000-10-05 | 2000-10-05 | Measuring method and measuring device for thermal resistance and biot number of laminated material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002116166A JP2002116166A (en) | 2002-04-19 |
| JP4252207B2 true JP4252207B2 (en) | 2009-04-08 |
Family
ID=18787206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000306534A Expired - Fee Related JP4252207B2 (en) | 2000-10-05 | 2000-10-05 | Measuring method and measuring device for thermal resistance and biot number of laminated material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4252207B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4513582B2 (en) * | 2005-01-26 | 2010-07-28 | 横浜ゴム株式会社 | Method and program for predicting internal temperature of heated object |
| JP5598813B2 (en) * | 2009-03-19 | 2014-10-01 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | Thin film thermophysical property measuring device and method of measuring thermal conductivity and interfacial thermal resistance using this measuring device |
| JP5646973B2 (en) * | 2010-12-01 | 2014-12-24 | エスペック株式会社 | Thermal conductivity measurement device, thermal conductivity calculation device, thermal conductivity calculation program, and thermal conductivity measurement method |
-
2000
- 2000-10-05 JP JP2000306534A patent/JP4252207B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002116166A (en) | 2002-04-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Epstein et al. | High‐frequency response heat‐flux gauge | |
| Adams et al. | Thermal diffusivity and thickness measurements for solid samples utilising the optoacoustic effect | |
| Adams et al. | Analytical optoacoustic spectrometry. Part III. The optoacoustic effect and thermal diffusivity | |
| Sun | Analysis of pulsed thermography methods for defect depth prediction | |
| EP0419873B1 (en) | Method and apparatus for measuring thermal diffusivity by AC joule-heating | |
| US7365330B1 (en) | Method for thermal tomography of thermal effusivity from pulsed thermal imaging | |
| JP2007178429A (en) | Equipment for nondestructive evaluation of insulating coatings | |
| US9772298B2 (en) | Method and apparatus for determining thermal conductivity and thermal diffusivity of a heterogeneous material | |
| JP4252207B2 (en) | Measuring method and measuring device for thermal resistance and biot number of laminated material | |
| US20020031164A1 (en) | Method and apparatus for photothermal analysis of a layer of material, especially for thickness measurement thereof | |
| JP3568271B2 (en) | Method and apparatus for measuring thermal constant using laser flash method | |
| JP4203596B2 (en) | Thin film thermophysical property measuring method and measuring device | |
| Shibata et al. | New laser-flash method for measuring thermal diffusivity of isotropic and anisotropic thin films | |
| JP4394315B2 (en) | Thermal diffusivity measurement method using laser flash method | |
| JP4100841B2 (en) | Contact thermal resistance measurement method | |
| Chebykin et al. | Methods for Thermal Conductivity and Thermal Diffusivity Measurements of Solid and Molten Mold Fluxes | |
| CN108918580B (en) | Nondestructive steady-state thermal conductivity measurement method | |
| JP5490628B2 (en) | Measurement method of thermal constant using light heating method | |
| Wallace et al. | Spectral absorption coefficient of additive manufacturing materials | |
| RU2343465C1 (en) | Method of noncontact nondestructive control of materials thermophysical properties | |
| JP4101012B2 (en) | Thermal property evaluation method and apparatus for laminated material having thermal resistance | |
| JP2003042858A (en) | Apparatus and method for dynamic calibration of temperature sensor | |
| JP2001116711A (en) | Method for measuring interfacial heat resistance | |
| JP2006084442A (en) | Thin film and micro area thermophysical property measuring method | |
| JP2007322276A (en) | Measurement method of thermal constant using laser flash method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070914 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081001 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081007 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081128 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090106 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090121 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4252207 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120130 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130130 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140130 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |