熱伝導率

熱物性の一つである熱伝導率(λ)(単位W/(m・K))は、温度の勾配により生じる伝熱のうち、熱伝導による熱の移動のしやすさを表す物性値です。熱伝導率値が大きいものは熱を伝えやすく、値が小さなものは熱を伝えにくい(断熱性が高い)と言えます。

製品開発やエネルギー効率改善などの技術開発において、断熱、伝熱、放熱等熱の移動を考える上で、材料の熱伝導率評価は大変重要です。

以下、定常法と非定常法に大別される熱伝導率を測定について、試料の状態や形状に合わせて選択される3つの測定法(フラッシュ法温度傾斜法、熱線法)を解説します。

定常法:試料に定常的な温度勾配を与えて熱伝導率を測定する方法
  例:試料の片側を高温に、反対側を低温にして、試料内各点の温度を測定する

非定常法:試料に過渡的な熱流エネルギーを加え、試料の温度応答から熱伝導率を算出する方法
  例:試料の表面に時間変化するエネルギーを加え、裏面の温度変化を測定する

試験・分析項目一覧

測定法 フラッシュ法(非定常法) 温度傾斜法(定常法) 熱線法(非定常法)
測定原理 フラッシュ法(非定常法) 温度傾斜法(定常法) 熱線法(非定常法)
対象 ・単層材
・高熱伝導材
・多層材、多孔体等
・接触熱抵抗
・単層材(耐火物、液体)
・低熱伝導材、粉末
測定温度 -100℃~1400℃ -30℃~150℃ 室温~1300℃
標準形状 φ10×1mm φ50×10mm 114×65×230mm×2枚

フラッシュ法を用いて求める熱伝導率は、
 フラッシュ法で得られる 熱拡散率と、比熱容量密度から下式を用いて算出します。


公式


各材質の熱伝導率と測定法

各材質の熱伝導率と測定法

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