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解析事例 > 微小領域、薄膜の物性評価

フィルムの熱膨張測定
 
従来のTMAでは測定が困難だったフィルムの厚み方向の線膨張係数及びセラミック等の低線膨張係数が、測定可能になりました

■測定原理概要
温度変化による試料の変化量を二光束の干渉による縞の移動量として計測し、試料の熱膨張量を求める方法である。

前面ミラーと後面ミラーに到る二本の光束には試料長分の4倍の光路差が発生し、試料長が変化すると光路差も対応して変化する。

この二本の光束を干渉させて発生する縞は光路差の変化によって移動し、この移動量を検出する事により、試料長の変化量を算出し、線膨張係数を求めます。
図-測定原理概要
■装置仕様
 測定方法
 二重光路式マイケルソン型レーザ干渉方式
 測定温度  -50〜300℃
 試料サイズ  フィルム、薄板 ( □5〜6mm、 φ5〜6mm)
 長さ10〜15mm×φ5〜6mm、□ 5〜6mmの円柱、角柱
 (両端を丸く加工し、点接触させる)
 試料厚み  20μm程度〜1mm、10〜15mm
 測定雰囲気  低圧ヘリウムガス雰囲気
 レーザ  He-Neレーザ
 検出分解能  20nm
測定例
石英ガラスの再現性を下図に示す。
<測定条件>
 試料サイズ
 φ6mm×12mm
 昇温速度  2℃/min
 線膨張係数  5×10-7[℃-1]
 測定回数  3[回]
グラフ-石英ガラスの再現性
■適合規格
 JIS R 3251   低膨張ガラスのレーザ干渉法による線膨張率の測定法

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