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超音波を利用した接触熱抵抗の新しい測定法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 07650262
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関九州大学

研究代表者

富村 寿夫  九州大学, 機能物質科学研究所, 助教授 (70136563)

研究期間 (年度) 1995 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1996年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1995年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード熱伝導 / 接触熱抵抗 / 接触熱コンダクタンス / 表面粗さ / 超音波 / 熱物性 / 測定法
研究概要

平成6年度は、黄銅製円柱試験片を用いて接触面における超音波の反射・透過特性と平均接触熱コンダクタンス(平均接触熱抵抗)との関係を明らかにするするための基礎的実験を行った。平成7年度は、異種金属どうし(本研究では黄銅とステンレス)を接触させた場合に生じる接触熱抵抗の整流作用、本測定法の測定限界などを主要課題として実験的・理論的検討を行った。以下、本研究で得られた主な成果を列挙する。
1.うねりがない場合について、接触面における入射超音波の反射波と透過波の平均接触圧力依存性を調べた結果、接触面における真実接触面積割合の評価方法として超音波透過法が有効であることが明らかになった。
2.平均接触熱コンダクタンスは、うねりによる接触面での局所熱コンダクタンスの変化を見掛けの接触面に関して平均化した量として測定されるのに対し、超音波の透過エネルギは使用した振動子のサイズに依存する。
3.接触面にうねりがない場合には、超音波の透過エネルギ割合の測定という簡単な方法により、平均接触熱コンダクタンスを誤差±50%程度以内で評価できることを示し、その相関式を提案した。
4.マクロな凸状のうねりを持つ異種金属どうし(黄銅とステンレス)を接触させた場合、本実験においても従来から報告されている整流作用が見られることを確認した。そして、本実験のようにうねりが大きい場合は、接触熱コンダクタンスに及ぼす接触面の温度レベルの影響が大きいことを明らかにした。
5.超音波を利用した接触熱コンダクタンスの評価において、荷重依存性に関しては伝熱実験と同じ傾向が得られたが、整流作用の評価においては逆の傾向が見られた。これには、大きなうねりがある場合の本測定法の適用限界のほかに、振動子の温度依存性を考慮する必要があることを示した。

報告書

(3件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (11件)

  • [文献書誌] 富村寿夫: "うねりを有する固体面間の平均接触熱抵抗" 九州大学機能物質科学研究所報告. 9巻1号. 69-73 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshio TOMIMURA: "Estimation of Thermal Contact Conductance of Metals by Ultrasonis Waves" Proc.of the 3rd KSME-JSME Thermal Engng.Conf.Vol.2. 417-422 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 富村寿夫: "超音波による金属間の接触熱コンダクタンスの評価" 九州大学機能物質科学研究所報告. 10巻1号. 41-44 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshio TOMIMURA: "Mean Thermal Contact Resistance of Wavy Solid Surfaces" The Reports of Institute of Advanced Material Study, Kyusgu University. Vol.9, No.1. 69-73 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshio TOMIMURA: "Estimation of Thermal Contact Conductance of Metals by Ultrasonic Waves" Proceedings of the Third KSME-JSME Thermal Engineering Conference. Vol.2. 417-422 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshio TOMIMURA: "Estimation of Thermal Contact Conductance of Metals by Ultrasonic Waves" The Reports of Institute of Advanced Material Study, Kyushu University. Vol.10, No.1. 41-44 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 富村 寿夫: "超音波による金属間の接触熱コンダクタンスの評価" 九州大学機能物質科学研究所報告. 10巻1号. 41-44 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Toshio TOMIMURA: "Estimation of Thermal Contact Conductance of Metals by Ultrasonic Waves" Proc.of the 3rd KSME-JSME Thermal Engng.Conf.Vol.2. 417-422 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 富村寿夫: "うねりを有する固体面間の平均接触熱抵抗" 九州大学機能物質科学研究所報告. 9. 69-73 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 富村寿夫: "超音波による金属間の接触熱コンダクタンスの評価" 第33回日本伝熱シンポジウム. (発表予定). (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Toshio TOMIMURA: "Estimation of Thermal Contact Conductance of Metals by Ultrasonic Waves" Third KSME/JSME Thermal Enginerring. Conference. (発表予定). (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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