2012年研究カタログ
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■ 研究担当:山田修史 ■ 計測標準研究部門 材料物性科 熱物性標準研究室■ 連携担当:石川純 レーザ干渉法による固体熱膨張率計測と標準物質研究のポイント研究のねらい研究内容連携可能な技術・知財 ●固体材料の熱膨張率のレーザ干渉計による絶対測定技術 ●熱膨張率標準物質により市販の熱膨張計による測定の信頼性を担保 ●高精度な絶対測定によりゼロ膨張材料などの膨張特性評価も可能 近年、電子機器の設計開発では高密度集積化およびハイパワー化に伴う発熱量の集中・増大による熱暴走や素子の短寿命化が大きな問題となっています。その原因の一つが異種材料間の熱膨張のミスマッチであり、この問題の解決には数値シミュレーションによる熱応力発生の予測が有効です。ここで信頼性の高い予測を得るためには用いる熱物性パラメータの正確さが重要となります。そこで熱物性パラメータの一つである固体の熱膨張率に関して、国家標準にトレーサブルな測定システムによる高精度計測技術および標準物質の開発を行っています。 レーザ干渉法による固体材料の熱膨張率計測は、試験片の熱変形をレーザ干渉計により決定する高精度な絶対測定法です。NMIJではこの測定方法を国家標準にトレーサブルに実施することにより、固体材料の熱膨張率に関する標準物質の生産と依頼試験の実施による標準供給を行っています。また、本手法は通常のTMAなどによる評価法に比べ試験片の寸法変化に対する分解能が高くかつ参照試料を必要としないことから、通常は測定評価が困難なゼロ膨張材料など先端材料の熱膨張特性の評価を高い信頼性をもって行うことが可能となっています。●固体材料の熱膨張率の高精度絶対測定技術●固体材料の熱膨張特性の評価●レーザ干渉式熱膨張計の実用器の共同開発● 熱膨張率データの解析および標準物質の使用法など熱膨張率測定一般に関する技術指導室温用レーザ干渉式熱膨張計の構成熱膨張率標準物質(単結晶シリコン)の外観寸法変化検出部光ヘテロダイン式2重光路干渉計寸法変化(ΔL)温度変化(ΔT)熱膨張率=温槽試験片ΔLL0ΔT装置制御・データ収集用PC真空排気系へ温度検出・制御部白金抵抗測温センサー光学窓温度制御板光学窓プローブ光● 研究拠点つくば中央368計測・計量標準分野第1会場S-13S-13

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