株式会社ベテル

精密金型・金属加工事業

熱物性測定装置 サーモウェーブアナライザTA 製品カタログ

最終更新日: 2024-05-31 11:47:18.0

上記では、電子ブックの一部をご紹介しております。

カタログ発行日:2017/5/22
非接触で熱物性(熱伝導率・熱拡散率)を測定。CFRPやナノセルロースなどの物性評価もラクラク!
レーザを用いて「非接触」で熱物性(熱伝導率・熱拡散率)が測定できます。
面内と厚みのそれぞれの方向の熱物性が測定可能なので、試料の『異方性』が分かります。試料の欠陥やムラの評価がしたい場合は、分布測定も可能です。
対象試料は、有機フィルム~ダイヤモンドまで。幅広いレンジでの測定が可能になりました。二層試料や加工困難物も対応できます。

関連情報

熱伝播検査装置 イメージングスコープ/TSI
熱伝播検査装置 イメージングスコープ/TSI 製品画像
【特徴】
・レーザーによる加熱機能
・マクロ撮影光学系(分解能約20μm)
・高性能赤外線カメラ(7.5μm~13.5μm)
・独自のノイズリダクション技術

◎より詳しい掲載内容につきましては、
 カタログをご覧頂くか、直接お問い合わせください。
熱物性測定装置 サーモウェーブアナライザ/TA
熱物性測定装置 サーモウェーブアナライザ/TA 製品画像
【特徴】
・レーザーを用いた非接触測定
・サンプルを置くだけの簡単操作
・測定個所を指定できる高いサンプル形状の自由度
・有機フィルムからダイヤモンドまでの幅広い測定レンジ
・条件設定が容易な絶対値測定方式
・面内方向と厚さ方向の測定が可能→試料の異方性を確認
・熱拡散率から熱伝導率、熱浸透率へ変換可能

◎より詳しい掲載内容につきましては、
 カタログをご覧頂くか、直接お問い合わせください。
【測定分野】 薄膜 【TM3】
【測定分野】 薄膜 【TM3】 製品画像
【主な特長】
○薄膜と微小領域の熱物性測定に
○試料に金属薄膜を成膜し、加熱用レーザにより周期加熱
○構造部材用の耐熱コーティングの評価が可能

【その他の特長】
○超電導限流器用薄膜の熱浸透率評価(産業技術総合研究所 計測標準)
→伝熱シミュレーションに信頼できる実測値を提供可能
○熱的損傷を模擬した超電導薄膜試料の評価(産業技術総合研究所 計測標準)
→THEVA社製YBCO膜表面に、加工用レーザによる局部的加熱損傷を与え熱浸透率分布を測定
→加熱ダメージ部で熱浸透率の低下(2%程度)を確認
○試料表面のコーティングの評価(茨城大学工学部)
→構造部材用の耐熱コーティングの評価が可能
→超硬工具のコーティングも同様に評価可能
○半導体レーザの電極部
→絶縁層による放熱性低下を可視化
→薄膜による放熱特性の変化が把握可能

●詳しくはお問い合わせ下さい。
【測定分野】 微小サイズ 【TM3】
【測定分野】 微小サイズ 【TM3】 製品画像
【主な特長】
○薄膜と微小領域の熱物性測定に
○試料に金属薄膜を成膜し、加熱用レーザにより周期加熱
○従来困難だった微小サイズ粒子も自在に測定可能

【その他の特長】
○SiC複合材料の評価
→粒子サイズは約100μm、粒子はSiC(シリコンカーバイド)
→次世代半導体材料(ワイドバンドギャップ半導体)、研磨用砥粒などに利用
○樹脂中に埋め込んだフィラーの熱伝導率測定
→フィラー単独の熱物性値管理が可能
→さらなる熱伝導性向上に必要不可欠なデータが得られる

●詳しくはお問い合わせ下さい。
【測定分野】 薄板状 等方性、異方性 【TA】
【測定分野】 薄板状 等方性、異方性 【TA】 製品画像
【主な特長】
○レーザーを用いた非接触で熱拡散率を測定
○有機フィルムからダイヤモンドまで評価
○高熱伝導率材料の測定が可能

【その他の特長】
○各種板状材料の測定が可能
○外形にこだわらない測定が可能

●詳しくはお問い合わせ下さい。
【測定分野】 シート状 等方性、異方性 【TA】
【測定分野】 シート状 等方性、異方性 【TA】 製品画像
【主な特長】
○レーザーを用いた非接触で熱拡散率を測定
○有機フィルムからダイヤモンドまで評価
○樹脂系材料の測定も可能

【その他の特長】
○フィラー(AlN、SiO2、SiC、CNT等)と樹脂の複合材料は、配合比率で熱伝導性が大きく変化するため、熱拡散率の測定が必須
○樹脂系材料の測定も可能
→グラファイトシート
→ポリイミドシート
→シリコン系熱伝導性シート
→炭素系材料
→その他樹脂シート

●詳しくはお問い合わせ下さい。
【測定分野】 検査、赤外線マクロ観察 【TSI】
【測定分野】 検査、赤外線マクロ観察 【TSI】 製品画像
【主な特長】
○デバイス内部の熱特性を可視化、相対数値化することで界面の熱拡散性の評価○熱でボイドとクラックを可視化
○熱を使ったデュアルモード観察が可能

【その他の特長】
○セラミックコンデンサ
→密着不良による温度上昇を可視化
○プリント配線基板
→放熱性の高いリード線を可視化
○グラファイトシートの密着性
→断線による熱伝播の阻害を可視化

●詳しくはお問い合わせ下さい。
受託測定 依頼測定ご利用条件
受託測定 依頼測定ご利用条件 製品画像
【主な特長】
○測定内容、試料形状、表面処理に関してはあらかじめご相談の上最適な測定方法を決定
○必要な場合は秘密保持(NDA)の契約書を送付

【その他の特長】
○熱物性顕微鏡 サーマルマイクロスコープ TM3
→測定対象:固体材料
→試料外形:□10mm t=3mm以内(それ以外は要相談)
→表面形状:鏡面研磨が必要(微小粒子の場合は包埋が必要)
→表面処理:スパッタが必要
→参照試料
   薄膜の場合は、基板上の薄膜の測定
○熱物性測定装置 サーモウェーブアナライザ TA3
→測定対象:固体材料
→試料外形:□20mm t=0.1mm以上(それ以外は要相談)
→表面形状:極端な凹凸がないこと
→表面処理:黒化処理が必要(炭素系の材料の場合は不要)
→参照試料:不要
○熱伝搬検査装置 サーマルイメージングスコープ TSI
→測定対象:固体材料
→試料外形:□100mm以内 t=数cm以上(調整可能。要相談)
→表面形状:極端な凹凸がないこと
→表面処理:黒化処理が必要(炭素系の材料の場合は不要)
→参照試料:不要

●詳しくはお問い合わせ下さい。
熱物性顕微鏡 サーマルマイクロスコープ/TM3
熱物性顕微鏡 サーマルマイクロスコープ/TM3 製品画像
【特徴】
○検出光スポット径3μmにより高分解能で微小領域の熱物性測定(点・線・面測定)が可能です。
○深さの範囲を変えての測定が可能ですので薄膜・多層膜からバルク材まで測定出来ます。
基板上の試料も測定出来ます。
○レーザ光による非接触測定です。
薄膜下のクラック・ボイド・剥離の検出が可能です。

●その他機能や詳細については、お問い合わせください。
【測定事例】 アルミナフィラーの分布測定 【TM3】
【測定事例】 アルミナフィラーの分布測定 【TM3】 製品画像
アルミナフィラーは、樹脂に充てんすることで、絶縁性を保ちつつ熱伝導性を高めるなど、樹脂に機能性を付与することができます。フィラー単体の熱伝導性が評価できることで、フィラーを利用した素材あるいはセラミックスの原料としての粒子や最終製品であるセラミックスのさらなる性能向上が期待できます。当社のサーマルマイクロスコープTM3を使うことによって、薄膜の熱伝導率(100nm~)、微小領域の熱浸透率(3μm~)の測定が可能です。
【測定事例】 グラファイトシートの測定 【TM3】
【測定事例】 グラファイトシートの測定 【TM3】 製品画像
面内方向に非常に高い熱伝導性を持つことで知られている「グラファイトシート」ですが、厚み方向の熱伝導性も重要です。熱拡散率の異方性が大きな材料を測定するのは簡単ではありませんが、当社のサーモウェーブアナライザでは、簡単に、精度高く、測定が可能です。
【測定事例】 カーボンナノチューブ(CNT)応用材料 【TA】
【測定事例】 カーボンナノチューブ(CNT)応用材料 【TA】 製品画像
当社のサーモウエーブアナライザーTAは、カーボンナノチューブの非接触測定が可能です。カーボンナノチューブ(CNT)は円筒形の炭素の結晶です。
細い、軽い、丈夫。構造により半導体材料となるなどの優れた特徴を持っています。
また、導電性や吸着性を持つほか理論上、非常に高い熱伝導性を持つといわれています。
さまざまな分野でCNTの利用方法が検討されており、構造材料としては、アルミニウムの半分の軽さ、鋼鉄の20倍の強度、特に繊維方向の引っ張り強度ではダイヤモンドすら凌駕し、非常にしなやかな弾性力を持つため、将来軌道エレベータを建造するときなどのロープ素材に使うことができるのではないかと期待されています。実は、ノーベル賞受賞で一躍脚光を浴びたグラフェンよりも前に、発見・開発が進められていた材料なのです。残念ながら、グラフェンに先を越された格好になってしまっていますが、このCNTにはまだまだ知られざる可能性が秘められているのです。カーボンナノチューブ(CNT)は細長い構造をしているので、少量でもフィラー同士のネットワークができやすそうです。将来的には、柔軟でなおかつ高熱伝導性の材料の開発が期待できます。
【測定事例】熱電発電材料 チタン酸ストロンチウム 【TA】
【測定事例】熱電発電材料 チタン酸ストロンチウム 【TA】 製品画像
熱電発電材料のひとつである『チタン酸ストロンチウム/SrTiO3』の測定事例の紹介です。
チタン酸ストロンチウムは、もともとダイヤモンド類似石として開発された材料で、超電導や誘電体基板分野で応用開発が進められているようです。現在は開発中ではありますが、毒性が低く、耐久性が高く、入手しやすい材料のようです。熱電効果を利用した発電を一般化させるためには重要と思われます。省エネは日本中、世界中が今後取り組まなければいけない課題であり、その中において熱電素子材料開発も加速することが予想されますし、現に弊社には熱電素子材料の測定依頼が数多く寄せられています。震災後、特に増えている傾向があり、省エネ世界に我々の測定技術が貢献できるならば、なんでも協力したいと思っております。当社のサーモウエーブアナライザーTAは、熱伝導率の異方性がある材料でも、同一ワークで測定できる装置です。測定依頼、個別のご相談も賜っておりますので、お気軽にご相談ください。
【測定事例】<コンデンサ材料>タンタル(Ta)の熱的評価【TA】
【測定事例】<コンデンサ材料>タンタル(Ta)の熱的評価【TA】 製品画像
Ta(タンタル)はレアメタルの一種で、産業的にきわめて重要な物質です。

よく利用される分野はコンデンサで、タンタルコンデンサと呼ばれるものは
他種コンデンサに比べて小型で、漏れ電流が少ない上、安定度が良いです。
パソコンや携帯電話、小さなエレクトロニクス製品には、
多数のタンタルコンデンサが使用されています。

また、人工骨や歯のインプラントの材料にも使われています。
これは人体に無害な金属であるからです。

その他の用途分野では、高温炉用ヒーター・容器・リード線、光学レンズ材料、
超硬工具材料などがあり、産業界に多岐に渡って使われる重要な材料です。

当社のサーモウエーブアナライザーTAで、サンプル試料を測定しますと、

熱伝導率(熱拡散率) 約58W/mK ( 25mm2/s )
*熱伝導率は熱拡散率の測定値と比熱と密度の文献値から計算。
という結果です。

タンタル試料で厚みが違う、10μm・30μm・100μmでも
同じ測定結果が得られています。

当社のサーモウエーブアナライザーTAなら、
熱伝導率の異方性がある材料でも、同一ワークで測定できます。
【測定事例】<半導体材料> Siウェハ 【TA】
【測定事例】<半導体材料> Siウェハ 【TA】 製品画像
半導体の材料にはかかせない「Siウェハ」の熱拡散率が測定できます。
弊社で独自に入手したSiウェハの測定をご紹介します。

測定したのは下記の5種類。
それぞれp型/n型、ドープ量などが違うものです。
 1.ケイ素<0.02Ωcm/P,Low,100
 2.ケイ素>1000Ωcm/P,High,111
 3.ケイ素<0.02Ωcm/N,Low,100
 4.ケイ素<0.02Ωcm/N,Low,111
 5.ケイ素>1000Ωcm/N,High,111

当社のサーモウエーブアナライザーTAで測定しますと、

熱伝導率(熱拡散率)
 1.約120W/mK(74mm2/s)
 2.約140W/mK(87mm2/s)
 3.約120W/mK(76mm2/s)
 4.約120W/mK(75mm2/s)
 5.約140W/mK(87mm2/s)

   *熱伝導率は熱拡散率の測定値と比熱と密度の文献値から計算。

熱伝導率的には、p型/n型でそう大きな差はないようです。
High、lowでは差が出るようですが。

詳細はお問合せください。
【測定事例】 高熱伝導性樹脂の熱伝導性評価 【TA】
【測定事例】 高熱伝導性樹脂の熱伝導性評価 【TA】 製品画像
樹脂の種類だけでなく、成形条件や金型の形状で変化する、高熱伝導性樹脂の熱伝導性。
ベテルの測定技術で正確な評価が可能です。
委託測定も受け付けております。

<測定項目>
◇ 樹脂中のフィラー単体の熱伝導率
◇ 成形時の樹脂流動解析(樹脂の流れ方と熱分布のバラツキ)
◇ 面内方向と厚さ方向の異方性の評価
【出張セミナー】熱に関するセミナー◇ご希望の場所で開催できます。
【出張セミナー】熱に関するセミナー◇ご希望の場所で開催できます。 製品画像
<講演内容の一例>
・基本的な熱物性測定の方法
・熱物性測定機器シリーズの開発秘話
・日々進化する熱物性測定の技術動向
・ベテル社独自の測定ノウハウ
・羽鳥研究員による「熱物性なんでも相談室」

企業・団体・学校・地方自治体などで、
「熱に関するセミナーをやって欲しい」という方はお気軽にお問合せください。
講演内容は、ご要望に応じてご変更いただけます。
【測定事例】 NiTi合金の熱浸透率分布 【TM】
【測定事例】 NiTi合金の熱浸透率分布 【TM】 製品画像
"やきなまし"の前後で、試料の熱浸透率の分布が変化しています。
"やきなまし"により、より熱浸透率が均質な NiTi合金 が生成されていることが分かります。

熱物性ブログでは、最新の熱物性測定事例をご紹介しています。 
http://blog.thermal-measurement.info
【測定事例】 熱で金属薄膜の厚みを評価する 【TM】
【測定事例】 熱で金属薄膜の厚みを評価する 【TM】 製品画像
薄膜の厚みを評価する場合、当社では、表面粗さ計を用い評価を行っていますが、
表面粗さ計を用いた場合、薄膜を成膜する基板に何らかのマスクを施し、
成膜されていない部分を作って、成膜部分との段差を調べます。
透明な薄膜の場合、光の干渉を用いて測定も可能ですが、
不透明な膜の場合は表面粗さ計を使うか断面顕微鏡で観察する方法が一般的と思います。

さて、当社の熱物性顕微鏡TM3は、熱浸透率や熱伝導率を測定する装置ですが、
薄膜の厚みによっても測定結果が変わってきます。
単位の中に距離が入ってくるので当然といえば当然ですが・・・・

実験では、ホウ珪酸ガラス上に成膜されたMo薄膜を測定しました。
厚みは50nm~130nmの範囲で測定して測定値の変化が得られており、
数十nmの分解能で厚みの変化が評価できそうです。
空間分解能はレーザスポット径である3μmとほぼ同等と考えられ、
従来方法にはない特徴を持っています。
【測定事例】<電子回路の絶縁基板材料> ポリイミドシート【TA】
【測定事例】<電子回路の絶縁基板材料> ポリイミドシート【TA】 製品画像
【主な特長】
○レーザーを用いた非接触で熱拡散率を測定
○有機フィルムからダイヤモンドまで評価
○樹脂系材料の測定も可能

【その他の特長】
○フィラー(AlN、SiO2、SiC、CNT等)と樹脂の複合材料は、
 配合比率で熱伝導性が大きく変化するため、熱拡散率の測定が必須です。
○樹脂系材料の測定も可能
→グラファイトシート
→ポリイミドシート
→シリコン系熱伝導性シート
→炭素系材料
→その他樹脂シート

●詳しくはお問い合わせ下さい。
【測定事例】<燃料電池材料>イットリア安定化ジルコニア【TA】
【測定事例】<燃料電池材料>イットリア安定化ジルコニア【TA】 製品画像
【主な特長】
○レーザーを用いた非接触で熱拡散率を測定
○有機フィルムからダイヤモンドまで評価
○樹脂系材料の測定も可能

【その他の特長】
○フィラー(AlN、SiO2、SiC、CNT等)と樹脂の複合材料は、
 配合比率で熱伝導性が大きく変化するため、熱拡散率の測定が必須です。
○樹脂系材料の測定も可能
→グラファイトシート
→ポリイミドシート
→シリコン系熱伝導性シート
→炭素系材料
→その他樹脂シート

●詳しくはお問い合わせ下さい。

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