同一セッティングによる異方性物質の異方的熱拡散率、熱伝導率の同時決定法

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09555018
• Research Institution: IWATE UNIVERSITY
• Principal Investigator: 池部 学 岩手大学, 工学部, 教授 (40005955)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤代 博之 岩手大学, 工学部, 助教授 (90199315)
• Keywords: 異方的熱物性測定 / 同一セッティング / 熱伝導率 / 熱拡散率 / 比熱 / 接触熱抵抗 / 極低温

Research Abstract

低温工学の分野において、酸化物超伝導体単結晶などのように異方的な構造を有する材料の異方的な熱伝導率κ、熱拡散率αの値は物性本来の理解のために非常に重要である。しかし、酸化物超伝導体の場合にはc軸方向に厚い試料の育成が困難なために、定常熱流法によるс軸方向の熱伝導率の測定は困難であった。そこで今年度は次の2点について検討を行った。(1)2次元的な異方性を持つ物質の異方的熱伝導率、熱拡散率を、同一セッティングでしかも一度の測定で求める新しい測定法を開発する。(2)異種物質接続において存在する接触熱抵抗を正確に測定する手法を確立し、かつ求めた接触熱抵抗を考慮したより高精度な熱拡散率測定技術を開発する。今年度の成果は以下の点である。
(1)2次元熱拡散方程式の解析 第一段階では、一方向の熱伝導率が既知の場合、二次元熱伝導方程式を有次元のままで解くことで、もう一方向の熱伝導率を算出する方法を提案し実証実験を行った。最終段階として、二次元熱伝導方程式中の二方向の熱伝導率をフィッティング・パラメーターとして扱うことで、二次元異方的物質に対する異方的熱伝導率を同時に求める方法を提案し実証した。
(2)異種物質間の接続における接触熱抵抗の定量化 固体と固体の接続により生じる接触熱抵抗率を求め、同時に接触熱抵抗率を考慮した熱拡散率測定を行う3点同時測定法を完成させた。定常法により定義に従った接触熱抵抗(率)の測定が可能になり、酸化物超伝導体YBCOとCu Blockを、インジウム半田、Agぺ一ストおよびGE-7031ワニスを介在物として接続した場合の接触熱抵抗率RESの温度依存性の算出を行った。

Research Products

• [Publications] H.Fujishiro, et al.: "Two-level-like anomalous phonon scattering in La_<2-X>Sr_xCuO_4 and La_<1-X>Sr_xMnO_3"Physica B. 263-264. 691-694 (1999)
• [Publications] M.Ikebe, et al.: "Enhanced phonon scattering due to 3d-transition metal substitution for Cu in YBa_2Cu_3O_<7-δ>"Physica B. 263-264. 636-639 (1999)