序文 1 12引用規(guī)格 13用語及び定義 24記號(hào)及び単位 25原理 2 3 36.2測(cè)定裝置を構(gòu)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(cè)定の手順 58.1測(cè)定の準(zhǔn)備 58.2測(cè)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(bào)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(biāo)準(zhǔn)化法第12條第1項(xiàng)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(huì) (JFCA)及び一般財(cái)団法人日本規(guī)格協(xié)會(huì)(JSA)から,工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)調(diào)査會(huì)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(hù)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(yuàn)公開後の特許出願(yuàn)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(biāo)準(zhǔn)調(diào)査會(huì)は,このような特許権,出願(yuàn)公開後の特許出願(yuàn)及び実用新案権に関わる確認(rèn)について,責(zé)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(shè)計(jì)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(cè)定する方法について規(guī)定する。対象とする材料は,導(dǎo)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(zhì)とする。測(cè)定溫度範(fàn)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(gòu)成する。これらの引用規(guī)格は,その最新版(追補(bǔ)を含む。)を適用する。JISC1102-2直動(dòng)式指示電気計(jì)器第2部:電流計(jì)及び電圧計(jì)に対する要求事項(xiàng)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(hào)及び単位記號(hào)及び単位は,表1による。表1一記號(hào)及び単位の質(zhì)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(dǎo)電性の固體物質(zhì)に直流電流を流して直接通電加熱した際,伝導(dǎo)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(dǎo)出方法によって6u(T)を決定する。第1の導(dǎo)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?qū)g質(zhì)的にゼロにして(T)だけを?qū)С訾工毪长趣?特徴とする。一方,第2の導(dǎo)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(chǎng)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(cè)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(zhǎng)時(shí)間を要するため,測(cè)定システムを構(gòu)成する機(jī)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(cè)定裝置測(cè)定裝置の基本構(gòu)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(cè)定する電流計(jì),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(cè)定する熱電対又は放射溫度計(jì)などの溫度測(cè)定裝置及び試験片を真空真空チャンバーからなる。構(gòu)成例を図1に示す。AAV測(cè)定裝置を構(gòu)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(cè)定を行う場(chǎng)合,試験片を川標(biāo)溫度に保持するための出流制御機(jī)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(nèi)の溫度差に起因する熱起電力が,試験片の電圧降下測(cè)定における有為な測(cè)定誤差となる場(chǎng)合,その影響を補(bǔ)正するために電流の極性を反転する機(jī)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(chǎng)合,導(dǎo)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(dǎo)熱損失の影響をる必要がある。プロープの材質(zhì)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(zhì)であることが望ましいが,試験片と材質(zhì)が異なる場(chǎng)合は,高溫加熱中に塑性変形及び試験片との化學(xué)的反測(cè)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(cè)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(zhǎng)くすると必然的に試験片の有効範(fàn)囲(電圧プローブの正負(fù)極が挾む試験片の領(lǐng)域)と試験片ホルダの間の距離が短くなる。この場(chǎng)合,試験片ホルダヘの伝導(dǎo)熱損失の影響によって試験片の有効範(fàn)囲の溫度均一性が低下すれゅえ,使用する電圧計(jì)の測(cè)定電圧範(fàn)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(jì)JISC1102-2に規(guī)定する1級(jí)相當(dāng)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(rèn)する手段の一つとして,電圧降下の測(cè)定値を連続的に6.2.4電流計(jì)JISC1102-2に規(guī)定する1級(jí)相當(dāng)以上の電流計(jì)を利用し,試験片に流れる電流値を測(cè)定する。ただし,試験片と直列にシャント抵抗又は標(biāo)準(zhǔn)抵抗を接続し,それらの測(cè)定端子間の電圧降下を上記世圧汁によって測(cè)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(cè)定機(jī)能が付隨している場(chǎng)による溫度測(cè)定が困難な場(chǎng)合,次背の策として半球全放射率測(cè)定の際に同時(shí)に測(cè)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(cè)定を行う場(chǎng)合,溫度の時(shí)間変化率(dT/di)を測(cè)定するため,溫度の測(cè)定値を連続的になお,溫度測(cè)定は,次による。ただし,1000℃を超えるような高溫での測(cè)定を行う場(chǎng)合には,タングステン·レニウム合金から構(gòu)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(dǎo)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(fàn)囲にすることを推奬する。6測(cè)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(cè)定値から算出できる測(cè)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(dǎo)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(cè)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(cè)定データを使用した場(chǎng)合,Yはぜロとみなせるため,計(jì)算を単純にできる利點(diǎn)がある。ただし,電流の遮斷と同時(shí)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(nèi))の測(cè)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(bǔ)正半球全放射率の計(jì)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(shí)に測(cè)定した値を用いる。ただし,必要とする測(cè)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(shí)における試験片の表面積Aを畫像計(jì)測(cè)などの非接觸的な手法を用いて実測(cè)してもよ測(cè)定新果の假告は,次の項(xiàng)を記械a)試験機(jī)関の名稱及び住所b)測(cè)定年月日,試験擔(dān)當(dāng)者,報(bào)告書の番號(hào)付けc)乙の規(guī)格の番號(hào)d)測(cè)定裝置に関する記述(裝置の構(gòu)成,代表的な仕様)e)試験片に関する記述(材質(zhì),寸法,認(rèn)識(shí)番號(hào))う測(cè)定·解析條件に関する記述g)放射率及び溫度の測(cè)定結(jié)果(半球全放射率)h)その他必要な事項(xiàng)(測(cè)定システムの妥當(dāng)性に関する技術(shù),校正結(jié)果·標(biāo)準(zhǔn)試験片の測(cè)定結(jié)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(nèi)に目標(biāo)溫度に到達(dá)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(shí)間が數(shù)秒以下の短時(shí)間であるため,試験片周囲は常に室溫に保持される利點(diǎn)があ