JIS R 1693-3-2012 精細陶瓷和陶瓷基復合材料的發(fā)射率的測量方法-第3部分：直接加熱法測定熱半球總發(fā)射率

序文 1 12引用規(guī)格 13用語及び定義 24記號及び単位 25原理 2 3 36.2測定裝置を構成する要素 37試験片 57.1試験片の形狀及び寸法 5 57.3試験片の數(shù) 58測定の手順 58.1測定の準備 58.2測定方法 6 69.1定常法による半球全放射率の算出 6 6 710報告 7附屬書A(參考)パ兒ス通電加熱法 8この規(guī)格は,工業(yè)標準化法第12條第1項の規(guī)定に基づき,一般社団法人日本ファインセラミックス協(xié)會 (JFCA)及び一般財団法人日本規(guī)格協(xié)會(JSA)から,工業(yè)標準原案を具して日本工業(yè)規(guī)格を制定すべきとの申出があり,日本工業(yè)標準調査會の審議を経て,経済産業(yè)大臣が制定した日本工業(yè)規(guī)格である。この規(guī)格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。この規(guī)格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵觸する可能性があることに注意を喚起する。経済産業(yè)大臣及び日本工業(yè)標準調査會は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実用新案権に関わる確認について,責任はもたない。JISR1693-3第3部：直接加熱熱量法による半球全放射率日本工業(yè)規(guī)格JIS第3部:直接加熱熱量法による半球全放射率序文ファインセラミックス及びセラミックス複合材料は,耐久性及び耐熱性に優(yōu)れ,各種産業(yè)分野における部材として幅広く利川されている。ファインセラミックスを心溫部材又は放射は,使用溫度における放射率が部品設計上の材料特性として重要になる。この規(guī)格は,直接加熱熱量法になお,この規(guī)格に対応する因際規(guī)格は制定されていない。この規(guī)格は,平板狀のファインセラミックス及びセラミックス複合材料(炭素材料及び金屈も含む。)の表面における半球全放射率を,直接加熱熱量法によって測定する方法について規(guī)定する。対象とする材料は,導電性をもち通電加熱によって目的の溫度に加熱可能な材質とする。測定溫度範囲としては,約300~2300℃とする。次に揭げる規(guī)格は,この規(guī)格に引用されることによって,この規(guī)格の規(guī)定の一部を構成する。これらの引用規(guī)格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。JISC1102-2直動式指示電気計器第2部:電流計及び電圧計に対する要求事項23用語及び定義放射率ある溫度において物體表面から放射される熱放射輝度と,それと同じ溫度の黒體放射輝度との比。分光放射率物體表面に対して垂直方向(法線方向)の分光放射率。4記號及び単位記號及び単位は,表1による。表1一記號及び単位の質量)mTKJkg-1k-1IA電圧プローブ間の電圧降下VV無次元ステファン·ボルツマン定數(shù)(5.670373×10?)BAK5原理導電性の固體物質に直流電流を流して直接通電加熱した際,伝導又は対流による試験片からの熱損失が無視できる條件においては,試験片の熱収支は,式(1)で表される。mc,(T(dr/dì)=IV-E?(T)ospA(t?-T?)……………(1)大きく分けて2和數(shù)の導出方法によって6u(T)を決定する。第1の導出方法は定常法と呼ばれ,試験片に流す電流を制御して試験片を溫度一定の定常狀態(tài)(dT/dt=o)に保持することによって,c(T)を含む式(1)の左辺を実質的にゼロにして(T)だけを導出することを3特徴とする。一方,第2の導出方法は非定常法と呼ばれ,試験片に流す電流の大きさが異なる場合のあることを特徴とする。一般的にはc(T)を無視できる定常法が原理的に優(yōu)れた測定法であるが,おおむね1500℃以上の溫度域では試験片及び試験片の周囲が定常狀態(tài)になるまでに長時間を要するため,測定システムを構成する機器の溫度上昇による破損が問題となることが多い。そこで,1500℃以上の溫度域で6測定裝置測定裝置の基本構成は,試験片を加熱するための電流を供給する直流電源,試験片を流れる電流値を測定する電流計,試験片に接觸させた一対の電圧プローブ,電圧プロープ間で試験片の溫度を測定する熱電対又は放射溫度計などの溫度測定裝置及び試験片を真空真空チャンバーからなる。構成例を図1に示す。AAV測定裝置を構成する要素は,次による。6.2.1直流電源必要とする溫度まで試験片を通電加熱することが十分可能な電力容量をもつ必要があ4また,試験片の電気抵抗率の値から試験片加熱に必要な出力電圧も見積もることができる。定常法による測定を行う場合,試験片を川標溫度に保持するための出流制御機能を必要とする。また,試験片のダイオード作用及び試験片內の溫度差に起因する熱起電力が,試験片の電圧降下測定における有為な測定誤差となる場合,その影響を補正するために電流の極性を反転する機能をもつことが望ましい。の金屬線を電圧プロープとして用いる。上記の方法によって金屬線を固定することが困難な場合,導電性可能な限りプローブの斷面積を小さくしてプローブを介した伝導熱損失の影響をる必要がある。プロープの材質としては,熱起電力の発生を抑えられることを考慮すると試験片と同材質であることが望ましいが,試験片と材質が異なる場合は,高溫加熱中に塑性変形及び試験片との化學的反測定原理の上では電圧プロープ間距離に制限はないが,電圧測定の正確性を向上させるためには電圧プローブ間距離を広くすることが望ましい。しかし,電圧プローブ間距離を長くすると必然的に試験片の有効範囲(電圧プローブの正負極が挾む試験片の領域)と試験片ホルダの間の距離が短くなる。この場合,試験片ホルダヘの伝導熱損失の影響によって試験片の有効範囲の溫度均一性が低下すれゅえ,使用する電圧計の測定電圧範囲と分解能を考慮して適切なプローブ間距離を選択する。6.2.3電圧計JISC1102-2に規(guī)定する1級相當以上の電定する。また,試験片が定常狀態(tài)にあることを確認する手段の一つとして,電圧降下の測定値を連続的に6.2.4電流計JISC1102-2に規(guī)定する1級相當以上の電流計を利用し,試験片に流れる電流値を測定する。ただし,試験片と直列にシャント抵抗又は標準抵抗を接続し,それらの測定端子間の電圧降下を上記世圧汁によって測定して花流値を算出してもよい。また,上記血流光源に電流測定機能が付隨している場による溫度測定が困難な場合,次背の策として半球全放射率測定の際に同時に測定することができる心気L:試験片に接觸させた電圧プローブ間の距離(m)非定常法による測定を行う場合,溫度の時間変化率(dT/di)を測定するため,溫度の測定値を連続的になお,溫度測定は,次による。ただし,1000℃を超えるような高溫での測定を行う場合には,タングステン·レニウム合金から構成される熱電対を使用してもよい。熱電対はスポット溶接又は高溫用接著剤続する。熱電対を介した伝導熱損失を低減するため,熱電対素線の直徑は0.2mm以下とする。試験5×10-1m,斷面積は4×10-?~2×10-?m2の範囲にすることを推奬する。6測定値から式(3)によってLを算出してもよい。9.1定常法による半球全放射率の算出9.2非定常法による半球全放射率の算出 (5) X=m(dT/dì){Ao?m(T?-T?) (の7式(5)は,YとXが線形関係をもち,その線形関數(shù)の傾きと切片とがc?(Dと&(T)とに対応することを示す。YとXは,I,V,T,T?及びdTdtの測定値から算出できる測定可能な上である。したがって,ある溫いた連立方程式の解として次の式からそれぞれ導出する。上記のように連立方程式の解として算出する方法のほかに,溫度Tにおけるn組のYとXの測定値(Xj,Y?),(xz,Y?),……,(Xn,Y?)に対して最小二乗法を施して得られるXとYの近似線形関數(shù)の切片と傾きの値としてGu(T)とc?(T)をそれぞれ決定してもよい。上記の算出方法において電流を遮斷した際の測定データを使用した場合,Yはぜロとみなせるため,計算を単純にできる利點がある。ただし,電流の遮斷と同時に試験片の溫度分布は急速に変化してしまうため,電流遮斷直後(100ms以內)の測定データだけを用いる。9.3試験片の熱膨張に起因する補正半球全放射率の計算に使用する電圧プロープ間の試験片の表面積Aについては,熱膨張による誤差を無視して室溫時に測定した値を用いる。ただし,必要とする測定精度によっては各寸法の熱膨張を考慮したAを算出するか高溫時における試験片の表面積Aを畫像計測などの非接觸的な手法を用いて実測してもよ測定新果の假告は,次の項を記械a)試験機関の名稱及び住所b)測定年月日,試験擔當者,報告書の番號付けc)乙の規(guī)格の番號d)測定裝置に関する記述(裝置の構成,代表的な仕様)e)試験片に関する記述(材質,寸法,認識番號)う測定·解析條件に関する記述g)放射率及び溫度の測定結果(半球全放射率)h)その他必要な事項(測定システムの妥當性に関する技術,校正結果·標準試験片の測定結果など)8附屬書Aパルス通電加熱法以上の大電流を試験片に流し,試験片を約1秒以內に目標溫度に到達させることを特徴とする。この加熱法は,試験片が高溫にさらされる時間が數(shù)秒以下の短時間であるため,試験片周囲は常に室溫に保持される利點があ