ロックイン·サーモグラフィを用いた高熱伝導炭素系複合材料の熱的異方性評価装置の開発

摘要

ピッチ系炭素繊維強化プラスチック（Carbon Fiber Reinforced Plastic，CFRP）の面内方向の熱拡散率とその異方性を非接触かつ簡易·迅速に評価するための新しい装置を開発した．本装置は，レーザースポット式周期加熱法を基本原理とし，温度および位相計測にロックイン·サーモグラフィを用いている．サーモグラフィにより周期点熱源と試料温度との位相差を計測，解析することで熱拡散率が求められる．繊維の配向方向の異なる二種類のサンプル（一方向材［0°］と二方向材［0°／90°］）を製作し，面内熱拡散率を測定した．その結果，一方向材と二方向材では異なる熱拡散率分布を有すること，また面内異方性の程度を視覚的に示すことができた．また，両者の面内熱拡散率の角度依存性を定量的に求めた．さらに，別で求めた比熱容量と密度から，熱伝導率を算出し評価を行った．