熱インダクタンスを模擬した固体中の熱の逆流現象

摘要

近年、電子機器はより小型化·高密度化しているた め、発熱密度の増加が問題となっている。電子機器内 で熱が集中する箇所の局所冷却·放熱のために、高度 な熱制御技術が求められている。機器内の熱の流れを 電気回路に見立てた熱回路設計は、熱疲労による性能 劣化を抑え、部品寿命と安全性を確保する基盤技術と して重要となる。 国立研究開発法人産業技術総合研究所計量標準総合 センター（以下、NMIJ)では、電気量（電圧、抵抗な ど）をはじめとする様々な物理量の国家計量標準の維 持·管理·供給を行うとともに、それら物理量の精密 測定技術を開発してきた。 一般的に、電気回路に電流を流す際、回路上に温度 勾配があると熱電効果によって熱起電力が生じ、測定 の不確かさに影響を与える。そのため、精密電気計測 においては、精密な熱解析が求められる。NMIJでは これまで培った技術を活用して、熱電材料の絶対ゼー ベック係数測定などの計測技術開発や、フレキシ ブル熱電発電モジユールの開発に取り組んできた。 本稿では、高度な熱制御技術の実現を目指して、固 体材料の中央部において局所的かつ過渡的に発生する 「熱インダクタンス現象」の原理を解明し、その実証に 取り組んだので紹介する。