JIS R 1693-2:2012 ファインセラミックス及びセラミックス複合材料の放射率測定方法―第２部：ＦＴＩＲを用いた反射法による垂直放射率

                                                                                 R 1693-2 : 2012

pdf 目 次

ページ

•  序文・・・・[1]
•  1 適用範囲・・・・[1]
•  2 引用規格・・・・[1]
•  3 用語及び定義・・・・[1]
•  4 記号及び単位・・・・[2]
•  5 原理・・・・[3]
•  6 測定装置・・・・[3]
•  6.1 概要・・・・[3]
•  6.2 測定装置を構成する要素・・・・[3]
•  7 試験片・・・・[5]
•  7.1 試験片の形状及び寸法・・・・[5]
•  7.2 基準試験片の形状及び寸法・・・・[5]
•  7.3 試験片の材質・・・・[6]
•  7.4 試験片の数・・・・[6]
•  8 測定の手順・・・・[6]
•  8.1 測定の準備・・・・[6]
•  8.2 反射スペクトルの測定・・・・[6]
•  9 計算方法・・・・[7]
•  9.1 室温の分光反射率の算出・・・・[7]
•  9.2 室温の分光放射率の算出・・・・[7]
•  9.3 分光放射発散度の算出・・・・[7]
•  9.4 特定波長域における垂直放射率の算出・・・・[7]
•  10 報告・・・・[8]

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――――― [JIS R 1693-2 pdf 1] ―――――

R 1693-2 : 2012

まえがき

  この規格は,工業標準化法第12条第1項の規定に基づき,一般社団法人日本ファインセラミックス協会
(JFCA)及び一般財団法人日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工業規格(日本産業規格)を制定すべき
との申出があり,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日本工業規格(日本産業規格)である。
  この規格は,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触する可能性があることに注意
を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,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。
  JIS R 1693の規格群には,次に示す部編成がある。
    JIS R 1693-1 第1部 : FTIRを用いた分離黒体法による垂直分光放射率
    JIS R 1693-2 第2部 : FTIRを用いた反射法による垂直放射率
    JIS R 1693-3 第3部 : 直接加熱熱量法による半球全放射率

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                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                           R 1693-2 : 2012

ファインセラミックス及びセラミックス複合材料の放射率測定方法−第2部 : FTIRを用いた反射法による垂直放射率

Measurement method for emissivity of fine ceramics andceramic matrix composites-Part 2: Normal emissivity by reflective method using FTIR

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れ,各種産業分野における
部材として幅広く利用されている。ファインセラミックスを高温部材又は放射素材として使用する場合に
は,使用温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。この規格は,フーリエ変換赤外
分光光度計(FTIR)を用いた反射法によるファインセラミックス及びセラミックス複合材料の垂直放射率
測定について,実用的方法を提供し,ファインセラミックス及びセラミックス複合材料を利用する諸工業
の発展に寄与することを目的として制定した。
  なお,この規格に対応する国際規格は制定されていない。

1 適用範囲

  この規格は,平板状のファインセラミックス及びセラミックス複合材料の表面における垂直放射率を,
FTIRを用いた反射法によって測定する方法について規定する。対象とする材料はおおよそ波長1.6725
μm(波数4006 000 cm−1)の波長帯において不透明であるものとし,その波長帯範囲内における室温の
垂直分光放射率の測定方法及びその室温データを用いて,所望温度における垂直全放射率を算出する方法
について規定する。

2 引用規格

  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの
引用規格はその最新版(追補を含む。)を適用する。
    JIS R 1600 ファインセラミックス関連用語
    JIS Z 8117 遠赤外線用語
    JIS Z 8401 数値の丸め方

3 用語及び定義

  この規格で用いる主な用語及び定義は,JIS R 1600及びJIS Z 8117によるほか,次による。

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R 1693-2 : 2012
3.1
放射率
  ある温度において物体表面から放射される熱放射輝度と,それと同じ温度の黒体放射輝度との比。
3.2
分光放射率
  波長λにおける放射率。
3.3
垂直分光放射率
  物体表面に対して垂直方向(法線方向)の分光放射率。
3.4
特定波長域における垂直放射率
  特定の波長帯域における物体表面に対して垂直方向(法線方向)の放射率。
3.5
垂直全放射率
  全波長域における物体表面に対して垂直方向(法線方向)の放射率。
3.6
基準試験片
  金コーティングした反射板で,反射率測定の基準になる試験片。正反射式測定装置では表面が鏡面状の
反射板を,積分球式測定装置では拡散反射板を基準試験片とする。基準試験片の反射率は,国家標準にト
レーサブルな校正値をもつものが望ましい。
3.7
積分球
  反射測定を行う赤外波長域における反射率がおよそ95 %以上の内壁から構成される球形,又はそれに準
じた形状をもち,壁面の一部に赤外線入射口,試験片設置用開口部及び検出器用開口部を備える光学装置。
3.8
基準試験片の反射スペクトル
  反射率測定装置へ入射する赤外線が直接基準試験片に照射される配置における反射スペクトル。切換え
ミラーを内蔵した積分球を用いる場合は,入射赤外線が試験片を直接照射しない配置における反射スペク
トルも基準試験片の反射スペクトルとみなす。

4 記号及び単位

  記号及び単位は,表1による。
                                       表1−記号及び単位
                               名称                記号           単位
                     垂直分光放射率                  攀            −
                     垂直分光反射率                                −
                     分光放射発散度               Me(λ,T)      W/m2/μm
                     波長                           λ            μm
                     試験片の温度                   T              K

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                                                                                              3
                                                                                 R 1693-2 : 2012

5 原理

  試験片の材質が測定波長域の赤外線に対して不透明で,赤外線入射光が試験片を透過することによる放
射率測定値への影響が無視できる場合,“吸収率=1−反射率”の関係及び“吸収率=放射率”の関係が成
り立つ。室温の垂直入射−半球分光反射率,又はそれと同等とみなすことができる方向入射−正反射率を
測定して求めた室温の垂直分光放射率を用いて,所望の高温における垂直全放射率を計算によって推定す
る。
  この規格において,高温の垂直放射率が算出可能な試験片は,所望の高温でその材料の光学定数(屈折
率,消衰係数)及び化学的・構造的な試験片表面の変化がないものに限定される。

6 測定装置

6.1 概要

  測定装量の構成は分光した赤外線を取り出すFTIR,試験片に分光した赤外線を照射してその反射光を測
定する反射率測定系,並びに測定データの取込み及び解析用のコンピュータからなる。

6.2 測定装置を構成する要素

6.2.1  FTIR
  分光反射率測定では,FTIRに内蔵光源又は外部光源からの赤外線を干渉計によって変調して取り出し,
反射率測定系の入射口に照射する。
6.2.2  反射率測定系
  反射率測定系の装置は,積分球式測定装置を用いる。ただし,試験片の鏡面反射性が強い場合は,方向
入射−正反射率が垂直入射−半球分光反射率にほぼ等しいものと仮定することによって,正反射式測定装
置を用いることができる。各装置については,次による。
a) 正反射式測定装置 図1に示すような構成の装置を用いる。光学系は,入射光及び反射光の方向を調
    節する反射ミラー,入射光及び反射光を集光するだ(楕)円反射ミラーから構成される。試験片台に
    設置された試験片に対し,入射光を垂直から520°傾けた角度で入射する。集光された反射光は,
    赤外検出器に導く。
      なお,入射赤外光の試験片表面での照射領域サイズは,試験片面積の50 %以下とする。
b) 積分球式測定装置 図2に示すような構成の装置を用いる。積分球の壁面には,試験片に赤外線を照
    射するための円形開口部,試験片設置用の円形開口部及び試験片からの反射スペクトル検出用開口部
    があり,赤外検出器が附属する。入射光は垂直から515°傾けた角度で試験片表面に入射させる。
      積分球の中心部に回転反射ミラーを内蔵した装置(図3)も用いることができる。この回転反射ミ
    ラーによって光路の切換えができるため,分光した赤外線が試験片に直接照射する配置と直接照射し
    ない配置とを切り換えられる。
      なお,入射赤外光の試験片表面での照射領域サイズは,試験片面積の50 %以下とする。
    注記 積分球への赤外線入射光用開口部,試験片設置用開口部及び反射スペクトル検出用開口部の孔
          面積は,積分球内面積のそれぞれ3 %以下を目安とする。内径76 mmの積分球の測定試験片用
          開口部の直径は24 mmを,赤外線が入射するスリットの直径は16 mmを推奨する。
6.2.3  コンピュータ
  コンピュータは,FTIR装置の制御,検出器からの信号取り込み,データ解析などに用いる。

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