高温型直接加熱パルス熱量計の試作

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08555154
• Research Institution: NAGPYA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 松井 恒雄 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90135319)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 重松 宏武 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40281068) ; 有田 裕二 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50262879) ; 長崎 正雄 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40273289)
• Keywords: 高温熱容量 / 直接加熱パルス熱量計 / セラミックス / 金属

Research Abstract

新しい耐熱材料の開発に伴って、その安定性や信頼性確保のために高温における材料の熱物性値を正確に計測・評価する技術の開発の必要性が指摘されており、特に高温耐熱材料の熱力学的安定性評価のためには、熱容量の測定範囲の高温化が望まれている。しかしながら,1500K以上の高温での金属のみならずセラミックの両法の熱容量を直接測定できる装置は現在のところない。
本研究者らは、これまで室温から1500Kまでの温度範囲で金属および半導体の熱容量測定が可能な直接加熱パルス熱量計を開発し、様々な研究を行ってきた。さらに、2000-2500Kの高温域用の新型高速冷却方式熱容量測定装置の試作も行ってきており、今回その合間を埋めるべく2000Kまでの熱容量測定が可能な高温用直接加熱パルス熱量計の設計・試作を行った。
従来の直接加熱パルス熱量計で、測定温度上限を決めている主な問題であった白金合金ヒーターの断線を解決するため、ヒーターを高融点金属であるタンタル線とし、ヒーター線の酸化を防ぐために、新たに高真空(10^<-5>Pa以下)中での加熱が可能な真空容器を設計した。高真空を保つために断熱材をセラミックス多孔質体からモリブデン製4重円筒シールドへ変更した。また、制御・測定系も構成を簡単に、しかも測定精度も向上させるよう新たに設計し直した。
上記設計仕様に基づき高温型直接加熱パルス熱量計を製作し、基本性能の確認を行った。その結果、最高2000K、常用1900Kでの測定が可能であるとの見通しを得た。また、今後の課題として光高温計による温度測定の精密化が残された。

Research Products

• [Publications] 松井 恒雄: "超高温熱容量測定法" 熱測定(日本熱測定学会誌). 23. 79-87 (1996)
• [Publications] K.Nagarajan: "Heat capacity measurements on (Ca_<0.80>Nd_<0.20>)TiO_3 and (Ca_<0.85>Nd_<0.15>)TiO_3" Journal of Nuclear Materials. 230. 124-128 (1996)
• [Publications] T.Matsui: "Recent developments of new dynamick techniquesd for capacity measurement at ultra-high temperature." Thermophysicall Properties. 17. 187-190 (1996)
• [Publications] Y.Arita: "Heat capacity measurement and Exafs study of (U_<0.85>Mg_<0.15>)O_<2-X>for x=Oand0.1" Interinational Jaurnal of Thermophysics. 18. 557-568 (1997)
• [Publications] Y.Arita: "Thermodynamic study on UPD_3 and U(Pd_<0.85>Rh_<0.15>)_3" Journal of Nuclear Materials. 247. 232-234 (1997)
• [Publications] Y.Arita: "Heat capacity measurements on CaTiO_3 dopedd with Ce and La" Journal of Nuclear Materials. 247. 94-97 (1997)