Netsu Sokutei, 35 (4), p. 168, (2008)



Round-Robin Test for Measurement of Thermal Expansion of Solid Materials by Thermomechanical Analyzer

熱機械分析装置を用いた固体物質の熱膨張測定に関するラウンドロビン試験を実施した。参加した14試験室は,産業技術総合研究所が熱膨張率標準物質として頒布する単結晶シリコンとガラス状炭素の室温から1000 Kの温度域における線膨張係数を測定した。両物質共にラウンドロビン試験の全参加者が測定した線膨張係数の平均値は光干渉式熱膨張計を用いて決定した参照値よりも5 %以上小さかった。全参加機関の測定結果を分析することにより,測定結果の主要な不確かさが装置校正に用いた参照試料に起因することが判明した。熱機械分析装置による熱膨張測定の確度を向上させる上で,形状・寸法が試料に等しいと共に熱膨張特性が試料と類似した物質を参照試料として用いることが非常に重要である。
A round-robin test of the thermal expansion measurement for solid materials using thermal mechanical analysis (TMA) has been carried out. Fourteen participating laboratories of the test have measured linear expansion coefficients of single crystalline silicon and glass-like carbon, both of which have been established as the thermal expansion standard materials by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), in the temperature range from room temperature to 1000 K. For both sample materials, the average data of linear expansion coefficients measured by all the participants were less by over 5 % than the corresponding reference data determined by AIST using the interferometric dilatometer. The analysis of all experimental results reveals that the measurement uncertainty of the results was mainly due to the reference samples used in the calibrations of TMA. To improve the accuracy of the measurement, it is very important to use reference samples having the same dimensions as the sample and similar characteristics for thermal expansion of the sample.