熱伝導率測定器とは？定常法・フラッシュ法・温度波・プローブ型の違いと、測定範囲・温度・試料の選び方

この記事の答え

熱伝導率測定器は、材料の熱の伝わりやすさを数字で確かめる装置です。熱伝導率計・熱物性測定装置とも呼びます。方式は定常法、光のパルスで加熱するフラッシュ法の仲間、温度波・周期加熱、プローブ・センサー型の4つです。断熱材や放熱材料には定常法、金属やセラミックスの高温測定にはフラッシュ法、薄いフィルムや小さな試料には温度波を選びます。

熱伝導率測定器とは

熱伝導率測定器は、材料がどれだけ熱を伝えやすいかを測る装置です。断熱材の性能確認、放熱シートの開発、樹脂やセラミックスの研究に使います。

比較ページには、日本の会社か日本法人が自社のブランドで案内する装置を、各社の代表の型の単位で載せています。受託測定だけのサービスや、製造元を確かめられない製品は載せていません。

4つの方式

定常法：高温側と低温側の温度差を保ち、流れる熱から求めます。例はアドバンス理工の GH-1、ベテルの SS-H20、TAインスツルメントの FOX熱流計です
パルス光加熱：光のパルスで加熱し、温度の変化から熱拡散率を求めます。例はアドバンス理工の TC-1200RH、NETZSCH Japan の LFA 717 と NanoTR、TAインスツルメントの Discovery Flash ⁠⁠⁠です
温度波・周期加熱：温度の波の減衰や遅れから求めます。例はアイフェイズの M3 type1 と M10、ベテルの TA35 ⁠⁠⁠です
プローブ・センサー型：プローブやセンサーヘッドを試料に合わせて測ります。例は京都電子工業の QTM-710、東洋精機製作所の LS-1、英弘精機の HC-121 ⁠⁠です

熱伝導率と熱拡散率

熱伝導率は熱の伝わりやすさ、熱拡散率は温度の伝わりやすさの値です。熱拡散率を測る型では、比熱と密度を使って熱伝導率に換算します。比熱と密度を別に測る手間も考えて選びます。

材料で選ぶ

断熱材は、定常法の FOX熱流計か、発泡材をのせて測るアイフェイズの M10 を見ます
放熱シートや TIM は、荷重をかけて測れるベテルの SS-H20 を見ます
金属やセラミックスの高温測定は、アドバンス理工の TC-1200RH や TAインスツルメントの Discovery Flash を見ます
基板の上の薄膜は、NETZSCH Japan の NanoTR を見ます
溶けた樹脂は、東洋精機製作所の LS-1 を見ます
真空断熱材の全数検査は、英弘精機の HC-121 を見ます

測定範囲と温度

ベテルの SS-H20 は、0.05〜40W/mK の範囲を RT〜100℃ で測ります
アドバンス理工の GH-1 は、0.1〜20W/m·K の範囲を 50〜280℃ で測ります
アイフェイズの M10 は、0.02〜2W/mK の範囲を測ります
NETZSCH Japan の LFA 717 は、熱伝導率 0.1〜3000W/(m·K) の範囲を測ります
東洋精機製作所の LS-1 は、0〜1.5W/m・K の範囲を最大350℃まで測ります

値段

今回載せた13製品は、公式のページに値段を載せていません。付属品や構成でも変わるので、測りたい材料と温度を伝えて見積を取ります。