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적용 범위(표준)
Basic Theory (Vertical type)
본 장치는 미국의 ASTM D5470규격의 열 평형 법을 이용하여 각종 재료의 열전도율을 측정하는 장치로 구리Pillar를 사용하여 상부 냉각, 하부 Heating을 하여 열량이 평형이 되는 순간의 시편의 전도율을 구한다. 따라서 Heat flow가 이루어진 상태에서의 총 열량 Q는 다음 식으로
구할 수 있다 여기서λ은 구리의 열전도율이며, A는 구리의 면적, dA는 구리Pillar의 거리 ΔT는 구리Pillar에 밀착되어있는 T.C간의 거리인 사이의 온도차이를 나타낸다
일정 온도로
승온 시킨 후 그 온도에서 열 평행에 도달하였을 때 구리Pillar 상.하부 쪽의 온도를 동시에 측정하여 나와있는 아래의 공식과 같이 열전도도를 계산한다.
기본적인 이론은
동일 재질의 두께가 서로 다른 시편으로 2회 측정을 하여 시편과의 접촉에 따른 접촉 열저항값을 상쇄시켜
시편만의 접촉 열 저항값의 차이를 역수로 취한 값에 두 시편의 두께 차를 곱해주면 열전도율을 구하게 된다.
시편이 동일
소재에 두께가 다른 두개의 샘플의 준비가 불가능한 경우 1회 측정만으로도 열전도율을 구하기 위해서는
구리시편의 접촉 열저항 값과 시편의 접촉 열 저항값 으로 측정하는 방식이라, 이론상 어느 정도의 오차가
발생할 수 있다.
Basic Theory (Horizontal type)
본 장치는 Angstrom’s method에 의거
Heat Source로 부터 일정 거리에 위치해 있는 두 곳의 온도를 측정하고 열 확산 율을 구하여
재료의 밀도와 비열을 곱해서 최종의 열전도율을 구한다.
Angstrom’s method에 의하여
여기서 n 는 조화, w는 driving frequency, Dc는 두 열 전대 간의
거리 φ는 위상차,
T1는 열원과 가까운 곳의 온도,
T2는 열원과 멀리 떨어져 있는 곳의 온도이다.
실험적인 값으로는 driving
frequency가 매우 적기 때문에 thermal wave의
주기(P)는 아래 좌측 식과 같으며 위상 차 φ는 아래의 우측 식과 같이
계산된다.
 
또한, 조화주기 Tn을
대입하면, 아래와 같이 열 확산 율을 구할 수 있다.
여기에 밀도 ρ와 비열с을
곱하게 되면 열전도율을 얻게 된다.
상기의 모든 식을 종합하게 되면, 아래 식과 같은 열전도율 공식을
얻게 된다.
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