熱電特性評価装置
OZMA-1
試料差・測定条件を揃え、確度の高い熱電物性データを取得。
名古屋大学、産業技術総合研究所と共同開発。
製品名
熱電特性評価装置型番
OZMA-1
OZMA-1は、熱電変換材料の性能評価に欠かせない電気抵抗率・ゼーベック係数・熱拡散率を
単一装置・単一試料・同一熱伝搬方向で測定できる熱電特性評価装置です。
従来は複数の装置・試料で個別に行っていた測定を1台に集約し、試料差や装置間の測定条件差を抑えることで、物性間のデータ整合性を高めます。
室温付近から900℃まで、大気・真空・各種不活性ガス雰囲気に対応しており
材料開発の基礎評価から高温域での特性把握まで、幅広くご活用いただけます。
※OZMA-1は、経済産業省の戦略的基盤技術高度化支援事業の補助を受け
名古屋大学、産業技術総合研究所、オザワ科学の産学官連携により開発されました。
特長
- 電気抵抗率・ゼーベック係数・熱拡散率を単一装置・単一試料で測定可能
- 同一熱伝搬方向で評価し、異方性材料における物性間のデータ整合性を向上
- 前処理不要で、測定用プローブを薄板試料に接触させるだけの簡単セッティング
- 室温付近から900℃まで、大気・真空・各種不活性ガス雰囲気に対応
- 専用ソフトで測定状況をリアルタイムにモニターし、データはCSV形式で出力が可能
測定イメージ
電気抵抗率は直流4探針法、ゼーベック係数は定常法、熱拡散率は周期加熱法で測定します。
測定用プローブ
長さ13 ～ 25 mm、幅5 mm程度、厚さ1 mm以下の薄板状バルク体試料1枚で測定可能です。
SiGe熱電変換材料の測定事例
p型Bドープ多結晶Si₈₀Ge₂₀を対象に、電気抵抗率、ゼーベック係数、熱拡散率を、単一試料・同一熱伝搬方向で測定しました。
※アプリケーションノートより一部抜粋
室温付近から約900 K（約627℃）まで2回の昇温測定を行い、熱電3物性の温度依存性、測定結果の再現性、各物性の参照データとの比較結果を確認しています。
詳しい測定条件と結果は、アプリケーションノートでご覧いただけます。
OZMA-1による受託測定のご案内
OZMA-1を使用した熱電特性評価に関する受託測定を承っています。
装置導入前に実試料で測定結果を確認したい場合や、自社に測定環境がない場合、材料評価の委託をご検討の際にご相談いただけます。
試料の材質・形状、測定温度、希望する測定内容などを確認したうえで、測定可否、費用、納期をご案内します。
初回測定は、3試料までの大気・真空雰囲気での測定を無償で承ります。4試料以上、または窒素・アルゴン・ヘリウムなどの雰囲気ガスを使用する測定は有償となります。
詳しくは「OZMA-1 受託測定 事前相談フォーム」よりご相談ください。
本製品に関するよくあるご質問
Q. RZ2001iとOZMA-1の違いは何ですか？
A. RZ2001iは、「電気抵抗率」「ゼーベック係数」の2つの物性を測定できます。
OZMA-1は、これらに「熱拡散率」を加えた3つの物性の測定に対応しています。
Q. 熱伝導率は直接測定できますか？
A. OZMA-1で直接測定するのは熱拡散率です。熱伝導率（λ）は、熱拡散率（α）×比熱容量（Cp）×密度（d）から算出（λ = α × Cp × d）されるため
OZMA-1で得た熱拡散率を基礎データとしてご活用いただけます。
Q. 熱拡散率の測定温度は、電気抵抗率・ゼーベック係数と同じですか？
A. 熱拡散率は周期加熱法で測定しており、試料端から周期的に加熱を行うため、電気抵抗率・ゼーベック係数に対して試料温度が20〜30℃程度高くなります。
各物性の測定温度はCSVデータに記録されます。
Q. 物性値を限定して測定することは可能ですか？
A. 可能です。ソフトウェアの条件設定にて、各物性値ごとに「測定する/測定しない」のいずれかを選択することができます。
Q. 自社試料が測定できるか確認できますか？
A. 試料の材質、形状・寸法、表面状態、ご希望の測定項目、温度範囲、雰囲気条件、評価したい方向などを確認したうえで
OZMA-1での測定可否をご案内します。推奨する試料寸法から外れる場合も、測定できる可能性がありますので
「OZMA-1 受託測定 事前相談フォーム」から、分かる範囲で試料情報をご入力ください。
Q. 受託測定（分析依頼）は可能ですか？
A. 初回測定では、3試料までの大気・真空雰囲気での測定が無償対象です。4試料以上、または雰囲気ガスを使用する測定は有償となります。
測定結果は、CSV形式のデータおよび測定結果画面の画像でご提供します。
関連論文
熱電対プローブを用いた熱電3物性高温同時測定法の開発
「熱物性」，2023年 37巻 3号 p. 82-92
DOI https://doi.org/10.2963/jjtp.37.82
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取得特許
特許第7323108号
使用例
- 熱電変換材料の開発・試作段階での基礎物性評価や材料スクリーニング
- 異方性材料（配向材料・焼結体など）の方向依存性評価
- 薄板状に加工した候補材料の比較評価
- 大気・真空・各種不活性ガス雰囲気下での高温特性評価
- 論文投稿に向けた定量的データの取得
仕様
| 型番 | OZMA-1 | |
|---|---|---|
| 装置構成 | 加熱炉 制御盤 測定用電極及び電極保持機構部 各種計測機器 データ処理装置（PC及び計測プログラム） ガス置換機構部 冷却水循環装置 真空排気装置 | |
| 測定方式 | 電気抵抗率 ：直流4探針法 ゼーベック係数：定常法 熱拡散率 ：周期加熱法 | |
| 測定温度範囲 | 室温付近～900℃ 測定温度ステップ数：最大170 | |
| 測定用プローブ | 構造 ：4探針プローブ 熱電対：R熱電対 | |
| 測定雰囲気 | 大気雰囲気、真空雰囲気、各種不活性ガス雰囲気 | |
| 真空排気装置 | ダイヤフラムポンプ オプション仕様：ロータリーポンプ | |
| 試料寸法・形状 | 長さ：13 ～ 25 mm 幅 ：5 mm程度 厚さ：1 mm以下 薄板状バルク体（直方体） | |
| 測定可能範囲 | 電気抵抗：50 μΩ ～ 100 kΩ ※ 熱拡散率：20 mm²/s 程度以下 ※ 試料の材質、測定プローブとの接触の影響で変わります。 | |
| 必要設備 | 電源：単相AC200V 15A 50/60Hz 1系統 冷却水循環装置 N₂ガスまたはドライエアー（炉冷却用・任意）：MAX 20L/min at 0.2MPa以上（通常使用量10L/min） | |
| 外形寸法 | 1100(W)✕480(D)✕1165(H) mm（PC、真空排気装置、冷却水循環装置は含まず） | |
| 重量 | 約220kg（PC、真空排気装置、冷却水循環装置は含まず） | |