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ai-Phase-α

ai-Phase αは、薄膜フィルムの熱拡散率を極低温から高温まで測定する装置で、平板状試料内を温度の波が伝わる際の、位相遅れを正確に測定する装置です。この測定方法は,従来の熱拡散率測定装置と比較して、適応試料の種類,測定温度範囲、短い測定時間などの点で、画期的な改善がなされたシステムで、たとえば、高分子材料では厚さ200nmから1mmまでの測定が可能です。大きさは5mm角程度でも測定可能と、完全に従来の常識を覆しています。測定装置は、測定対象試料によって、サンプルホルダーや解析条件を変える必要がありますが、本装置はフレキシブルなシステム設計となっており、細胞レベルからロケット材料まで,カスタマイズした設計で対応することができます。ご相談お問い合わせ下さい。


測定原理(温度波熱分析法
図に示すように、基板(Substrate)に挟まれた厚さdの板状の試料の表面(x = 0)で、角周波数ωの周期発熱j(t) を発生させたとき、試料が熱的に充分厚いならば、試料裏面(x=d) での温度変調は、試料表面での温度変調と比較して、位相が遅れ振幅強度が減衰します。αは熱拡散率(m2/s)です。
ここで温度の位相差にのみ着目すると、位相差Δθはx = 0の面とx = d の面での位相の差分で、以下のように表せます。

この式より、厚みdが既知の試料について、一方の面で変調周波数ωを変化させて交流状に加熱し、そのときの裏面における温度変化の位相遅れΔθを測定することによって、熱拡散率αを求めることができます。この測定においては、試料の加熱面と裏面における温度変化の位相差により熱拡散率を求めるので、温度の絶対値を必要とせず、高精度な測定が可能になります。

装置の構成
本装置は、測定ユニット、コントロールボックス(センサー用バイアス回路、温度コントローラ、発振器などで構成)、ロックインアンプおよびパーソナルコンピュータで構成されます。

特徴

測定ユニット

・測定対象
試料はフィルム状のものなら、プラスチック、複合料、多層膜、薄膜、粉体、紙などの測定が可能です。

・試料サイズ
高分子フィルムで厚み200nm〜1mm、大きさ5mm角程度以下の微小な試料の測定が可能です。

・測定時間、測定温度
一温度水準で数分以内と迅速に測定できます。
標準仕様で室温から200℃まで、ステップまたは定速での昇降温過程を測定できます。
絶縁材料であれば、融解、ガラス転移を含む相変化過程を連続で測定が可能です。

・測定雰囲気
空気中または不活性ガス雰囲気での測定が可能です。

・カスタマイズ
サンプルホルダーを変更することで、低温測定、高温測定、真空下での測定、4Kからの極低温、導電性試料、液体試料などへの適用ができます。測定条件や試料の種類・サイズに合わせた測定ユニットを設計しご提供いたします。

・測定用電極
もっとも精度良く測定できるのは、試料の表面にヒーターとセンサーを直接形成するダイレクトスパッタ法です。液体などスパッタリングができない試料に用いるガラス製の電極を標準添付いたします。また、測定目的に合わせた測定用電極作成はご相談に応じます。

・動作環境
Windows環境で作動します。
測定データはテキスト出力でき、Excel などの計算ソフトによる編集、解析にも対応します。


測定例
・高分子、有機物の融解過程ならびに溶融後の状態での物性測定
・熱伝導解析、流動解析などのCAEのための材料熱拡散率データ収集
・伝熱グリースの熱伝導性評価
・感熱紙の性能評価
・エポキシ樹脂などの硬化過程の解析
・水溶液、生体物質等の凍結過程の解析
・高熱伝導性フィラー複合材料の熱伝導性の評価
・有機結晶、製薬の転移現象の解析
・low-k材、IC封止材などの電子関連材料の熱拡散率の評価
・スピンコートした超薄膜の物性測定
・熱伝導性の異方性評価
・多層系の界面熱抵抗評価
・断熱フィルム(熱転写プリンター用紙など)の熱解析
・食品の熱拡散率
・無機結晶、ガラスの熱拡散率

ai-phase α:取得特許番号

日本国特許第02059841号
米国特許第5080495号
独国特許第P69029076.4号
仏国特許第0419873号
英国特許第0419873号
韓国特許第059199号
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Copyright © 2004 ai-Phase Co.,Ltd.