(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱流束型示差走査熱流量計であって、昇降温可能な均熱容器内に、第１のセルと、第２のセルと、第１のセル及び第２のセルのそれぞれを温度測定可能に取り付けられた温度センサとを有する第１の熱流計板と、
基準試料となる第３のセルと、基準試料となる第４のセルと、第３のセル及び第４のセルのそれぞれを温度測定可能に取り付けられた温度センサとを有する第２の熱流計板とを備え、
前記第１の熱流計板の両端部と、前記第２の熱流計板の両端部とを、それぞれ前記均熱容器内に同一位置にて熱的に接触させて装架しており、
前記第１のセルが、試料を入れたセル、空のセル及び標準試料を入れたセルのいずれかであり、
前記第２のセルが、空のセル及び標準試料を入れたセルのいずれかであり、
前記第３のセル及び前記第４のセルが空のセルであり、
前記試料、前記標準試料及び前記基準試料の温度差に基づいて、前記試料の比熱を求める示差走査熱流計。
【請求項２】
前記第１の熱流計板と前記第２の熱流計板とが対称な構造かつ位置にて前記均熱容器内に設けられていることを特徴とする請求項１記載の示差走査熱流計。
【請求項３】
前記第１の熱流計板及び前記第２の熱流計板において、前記第１のセル、第２のセル、第３のセル及び第４のセルを配置する周囲に孔が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の示差走査熱流計。
【請求項４】
熱流束型示差走査熱流量計であって、昇降温可能な均熱容器内に、第１のセルと、第２のセルと、第１のセル及び第２のセルのそれぞれを温度測定可能に取り付けられた温度センサとを有する第１の熱流計板と、基準試料となる第３のセルと、基準試料となる第４のセルと、第３のセル及び第４のセルのそれぞれを温度測定可能に取り付けられた温度センサとを有する第２の熱流計板とを備え、前記第１の熱流計板の両端部と、前記第２の熱流計板の両端部とを、それぞれ前記均熱容器内に同一位置にて熱的に接触させて装架している示差走査熱流計にあって、
第１のセル、第２のセル、第３のセル及び第４のセルと前記均熱容器との間の熱抵抗が全て等しいとき、
試料を入れた第１のセルの温度と、標準試料を入れた第２のセルの温度と、空の第３のセル及び第４のセルの各温度とを同時に一回測定することにより、前記試料の比熱を決定する比熱測定方法。
【請求項５】
前記示差走査熱流計にあって、前記熱抵抗が等しくないとき、
第１のセル、第２のセル、第３のセル及び第４のセルの全てが空のときの各セルの温度を同時に測定する第１過程と、
試料を入れた第１のセルの温度と、標準試料を入れた第２のセルの温度と、空の第３のセル及び第４のセルの各温度と、を同時に測定する第２過程と、
標準試料を入れた第１のセル及び第２のセルの各温度と、空の第３のセル及び第４のセルの各温度と、を同時に測定する第３過程と、
を備え、
前記各過程における、第１のセルと第３のセルとの温度差と、第２のセルと第４のセルとの温度差に基づいて、前記試料の比熱を決定することを特徴とする請求項４記載の比熱測定方法。
【請求項６】
前記第１過程と前記第３過程とにより、前記第１のセルと第３のセルとの温度差及び前記第３のセルと第４のセルとの温度差が既に求められているとき、
前記第２過程の一回の測定のみで前記試料の比熱を決定することを特徴とする請求項５記載の比熱測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料の比熱を高精度に測定することができる比熱測定方法及び示差走査熱量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
物質の比熱の値を温度の関数として精密に求めることが、物質の工学的な応用と、物性理論の両方から要求されている。この物質の比熱を求めるものとして、従来、図３に示す双子型示差走査熱量計（熱流束型）が提案されている。
【０００３】
この示差走査熱量計は、図３に示すように、外周に配置された電気炉（図示しない）により加熱される均熱容器ａ内に、両端を均熱容器ａに熱的に接触させて熱流計板である金属薄板ｂを設け、該金属薄板ｂの熱的に対称位置（Ｎｏ．１，Ｎｏ．２）に、試料用セルｃ1 及び空セルｃ2 をそれぞれ配置し、金属薄板ｂの、該試料用セルｃ1 及び空セルｃ2 に対応する位置に試料温度用熱電対ｄ1 及び空セル用熱電対ｄ2 をそれぞれ取り付けた構造を有しており、試料の比熱は、これを用いて次のような方法によって求める。
【０００４】
この測定は、２回行なわれる。第１回目の測定では、熱量計のＮｏ．１の位置に試料、Ｎｏ．２の位置に空セルｃ2 を配置する。次に、第２回目の測定では、熱量計のＮｏ．１の位置に熱容量が既知の標準試料、Ｎｏ．２の位置に空セルｃ2 を配置する。
【０００５】
▲１▼  第１回目の測定。
【０００６】
金属薄板ｂの均熱容器ａ（熱源）からの熱流束（Φ）は、熱源温度［Ｔh （Ｔh1、Ｔh2）］と試料温度測定点の温度［Ｔm （Ｔm1、Ｔm2）］との間の温度差を熱抵抗（Ｒ）で割ったものに等しい。
【０００７】
Φ＝（Ｔh ーＴm ）／Ｒ                          …（１）
この熱流束により、熱容量がＣm （Ｃm1、Ｃm2）の試料温度測定点の部分（試料セルを載せる位置の周辺）、熱容量がＣ（Ｃ1 、Ｃ2 ）の空セル、熱容量が
Ｃs の試料は温度上昇し、その昇温速度がｄＴ／ｄｔ＝φとなる。Ｎｏ．１のセルｃ1 については、
（Ｔh1ーＴm1）／Ｒ1 ＝φ1 （Ｃm1＋Ｃ1 ＋Ｃs ）          …（２）
Ｎｏ．２のセルｃ2 についても同様に、
（Ｔh2ーＴm2）／Ｒ2 ＝φ2 （Ｃm2＋Ｃ2 ）                …（３）
理想的条件の下では、
Ｔh1＝Ｔh2    Ｒ1 ＝Ｒ2 ＝Ｒ(1)     φ1 ＝φ2 ＝φ(1)
Ｃm1＝Ｃm2＝Ｃm     Ｃ1 ＝Ｃ2                         …（４）
この条件の下で、（２）、（３）式より、
（Ｔm2ーＴm1）／Ｒ(1) ＝φ(1) ・Ｃs                     …（５）
ΔＴ(1) ＝Ｔm2ーＴm1＝Ｒ(1) ・φ(1) ・Ｃs           …（５´）
ここで、添字の（１）は第１回目の測定を示す。
【０００８】
▲２▼  第２回目の測定。
【０００９】
Ｎｏ．１のセルｃ1 に、熱容量が既知の標準試料を入れ、Ｎｏ．２のセルは空とする。上と同じように、理想的条件下では、（２）、（３）、（５）式と同様に、（６）（７）（８）式が成り立つ。標準試料の熱容量をＣr とする。
【００１０】
（Ｔh1ーＴm1）／Ｒ1 ＝φ1 （Ｃm1＋Ｃ1 ＋Ｃr ）          …（６）
（Ｔh2ーＴm2）／Ｒ2 ＝φ2 （Ｃm2＋Ｃ2 ）                …（７）
（Ｔm2ーＴm1）／Ｒ(2) ＝φ(2) ・Ｃr                     …（８）
ΔＴ(2) ＝Ｔm2ーＴm1＝Ｒ(2) ・φ(2) ・Ｃr             …（８´）
ここで、添字の（２）は第２回目の測定を示す。
【００１１】
▲３▼  上記の２回の測定結果から、試料の熱容量が求められる。
【００１２】
（５´）と（８´）式より、
ΔＴ(1) ／ΔＴ(2) ・Ｒ(2) ／Ｒ(1) ＝φ(1) ／φ(2) ・Ｃs ／Ｃr   …（９）
２回の測定で、次の理想的条件を仮定する。
【００１３】
Ｒ(2) ＝Ｒ(1)           φ(1) ＝φ(2)                   …（１０）
したがって、（９）式は、
ΔＴ(1) ／ΔＴ(2) ＝Ｃs ／Ｃr                       …（１１）
Ｃs ＝Ｃr ・ΔＴ(1) ／ΔＴ(2)                       …（１２）
ΔＴ(1) 、ΔＴ(2) はいずれも測定できる数値であるから、（１２）式により試料の熱容量Ｃs を求めることができる。
【００１４】
（４）式のＲ1 ＝Ｒ2 の理想条件が満たされない場合がある。この場合は、第３回目の測定を行う。第３回目の測定は、Ｎｏ．１、Ｎｏ．２の両セルとも空セルで行う。この測定の場合のＮｏ．１とＮｏ．２の温度差をΔＴ(3) とすると、Ｒ1 ＝Ｒ2 でない場合にも次式でＣs が求められる。
【００１５】
Ｃs ＝Ｃr ・（ΔＴ(1) −ΔＴ(3) ）／（ΔＴ(2) −ΔＴ(3) ）…（１２´）
第３回目の測定は、同一測定条件の場合には省略することができる。しかし、試料の比熱を求めるには、最低２回の測定をしなければならない。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来の双子型示差走査熱量計による比熱測定においては、理想的条件として示した（４）式の中で、Ｔh1＝Ｔh2としたが、これは、Ｎｏ．１とＮｏ．２の位置の温度分布が均一であることを意味する。しかし、実際には、両者の間には、多少の温度差が生じ、（５）（８）式に誤差を伴うとみなければならない。
【００１７】
特に、試料温度が高温度になれば、温度制御の揺らぎと共にこの傾向が増大する。
【００１８】
更に、（１０）式も実際には誤差を伴う。試料の測定と標準試料の測定の２回の測定を全く同一の条件とする（１０）式は理想上の仮定で、実際は等しくなく、誤差を生ずる。
【００１９】
実際に上記熱量計を用いて比熱を測定すると、室温付近で±５％、５００℃以上では、±８％のばらつきを生ずる。特に１０００℃以上では±１０％以上のばらつきを生ずる。
【００２０】
したがって、室温から高温度の広い範囲において、示差走査熱量計を用いて精密な比熱を測定するためには、
ａ．熱量計の面内の温度分布の存在に対する対応策。
【００２１】
ｂ．２回の測定ではなく、１回の測定で、試料と標準試料の測定を可能にする方法。
【００２２】
の２つの問題点を解決しなければならない。
【００２３】
従来、前記ｂの問題解決の方法が提案された。
【００２４】
それは、Ｂ．Ｗｕｎｄｅｒｌｉｃｈによるトリプルセル方式の示差走査熱量計［Ｂ．Ｗｕｎｄｅｒｌｉｃｈ著、Ｊ．Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌ．，32，P.1949-1955 （1987）］である。
【００２５】
図４はその示差走査熱量計の原理図を示す。
【００２６】
同一面上の熱流束計の上に、３等配の位置に基準試料、標準試料及び試料を配置して、基準試料ー試料間の温度差と、基準試料と標準試料間の温度差をそれぞれ同時に測定すれば、１回の測定で済む。
【００２７】
この熱量計による測定方法について説明する。
【００２８】
Ｎｏ．１のセルｃ1 は空セル（基準試料）とし、Ｎｏ．２のセルｃ2 には試料を、Ｎｏ．３のセルｃ3 には標準試料を入れて、一定速度で加熱する。各セルについて、上記（２）式と同様な式が成り立つ。
【００２９】
（Ｔh1ーＴm1）／Ｒ1 ＝φ1 （Ｃm1＋Ｃ）                  …（１３）
（Ｔh2ーＴm2）／Ｒ2 ＝φ2 （Ｃm2＋Ｃ＋Ｃs ）            …（１４）
（Ｔh3ーＴm3）／Ｒ3 ＝φ3 （Ｃm3＋Ｃ＋Ｃr ）            …（１５）
ここで、Ｔh1＝Ｔh2＝Ｔh3＝Ｔh     Ｒ1 ＝Ｒ2 ＝Ｒ3 ＝Ｒ
φ1 ＝φ2 ＝φ3 ＝φ
Ｃm1＝Ｃm2＝Ｃm3＝Ｃm 
と理想条件を仮定すると、（１４）式ー（１３）式及び（１５）式ー（１３）式により
Ｔm2ーＴm1＝Ｒ・φ・Ｃs ＝ΔＴ21                        …（１６）
Ｔm3ーＴm1＝Ｒ・φ・Ｃr ＝ΔＴ31                        …（１７）
（１６）（１７）式より
ΔＴ21／ΔＴ31＝Ｃs ／Ｃr                                 （１８）
したがって、
Ｃs ＝Ｃr ・ΔＴ21／ΔＴ31                                （１９）
により、Ｎｏ．２とＮｏ．１の温度差及びＮｏ．３とＮｏ．１の温度差を測定すれば、試料の熱容量を求めることができる。
【００３０】
このトリプルセル方法により、ただ１回の測定で試料の熱容量を求め得たが、上記のａ．の問題点については未解決である。Ｔh1＝Ｔh2＝Ｔh3の仮定は、試料周辺の温度の不均一がある場合には成り立たない。この現象は、特に５００℃以上の高温度域では顕著となり、測定のばらつきが大きくなり、±３％以内の誤差範囲の精密な比熱測定は不可能となっている。
【００３１】
このように、従来の技術は、５００℃〜６００℃より高温度では、高精度で試料の比熱を測定することができない。
【００３２】
本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、試料周辺の温度が不均一である場合でも、高温度域における比熱を高精度に測定することができる比熱測定方法及び示差走査熱量計を提供することを課題とする。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の示差走査熱流計は、熱流束型示差走査熱流量計であって、昇降温可能な均熱容器内に、第１のセルと、第２のセルと、第１のセル及び第２のセルのそれぞれを温度測定可能に取り付けられた温度センサとを有する第１の熱流計板と、基準試料となる第３のセルと、基準試料となる第４のセルと、第３のセル及び第４のセルのそれぞれを温度測定可能に取り付けられた温度センサとを有する第２の熱流計板とを備え、第１の熱流計板の両端部と、第２の熱流計板の両端部とを、それぞれ均熱容器内に同一位置にて熱的に接触させて装架しており、第１のセルが、試料を入れたセル、空のセル及び標準試料を入れたセルのいずれかであり、第２のセルが、空のセル及び標準試料を入れたセルのいずれかであり、第３のセル及び第４のセルが空のセルであり、試料、標準試料及び基準試料の温度差に基づいて、試料の比熱を求める構成を有している。
請求項２記載の発明は、上記構成に加え、第１の熱流計板と第２の熱流計板とが対称な構造かつ位置にて均熱容器内に設けられている構成を有している。
請求項３記載の発明は、第１の熱流計板及び第２の熱流計板において、第１のセル、第２のセル、第３のセル及び第４のセルを配置する周囲に孔が設けられている構成を有している。
請求項４記載の発明の比熱測定方法は、熱流束型示差走査熱流量計であって、昇降温可能な均熱容器内に、第１のセルと、第２のセルと、第１のセル及び第２のセルのそれぞれを温度測定可能に取り付けられた温度センサとを有する第１の熱流計板と、基準試料となる第３のセルと、基準試料となる第４のセルと、第３のセル及び第４のセルのそれぞれを温度測定可能に取り付けられた温度センサとを有する第２の熱流計板とを備え、第１の熱流計板の両端部と、第２の熱流計板の両端部とを、それぞれ均熱容器内に同一位置にて熱的に接触させて装架している示差走査熱流計にあって、第１のセル、第２のセル、第３のセル及び第４のセルと均熱容器との間の熱抵抗が全て等しいとき、試料を入れた第１のセルの温度と、標準試料を入れた第２のセルの温度と、空の第３のセル及び第４のセルの各温度とを同時に一回測定することにより、試料の比熱を決定する構成を有している。
請求項５記載の発明は、上記構成に加え、示差走査熱流計にあって、熱抵抗が等しくないとき、第１のセル、第２のセル、第３のセル及び第４のセルの全てが空のときの各セルの温度を同時に測定する第１過程と、試料を入れた第１のセルの温度と、標準試料を入れた第２のセルの温度と、空の第３のセル及び第４のセルの各温度とを同時に測定する第２過程と、標準試料を入れた第１のセル及び第２のセルの各温度と、空の第３のセル及び第４のセルの各温度とを同時に測定する第３過程とを備え、各過程における、第１のセルと第３のセルとの温度差と、第２のセルと第４のセルとの温度差に基づいて、試料の比熱を決定する構成を有している。
請求項６記載の発明は、第１過程と第３過程とにより、第１のセルと第３のセルとの温度差及び第３のセルと第４のセルとの温度差が既に求められているとき、第２過程の一回の測定のみで試料の比熱を決定する構成を有している。
【００３４】
前記熱流束型示差走査熱量計を用いた比熱測定方法を、図１を参照して説明すると、先ず、試料を入れたＮｏ．１のセルについて、上述の（２）式と同様の式が得られる。
【００３５】
（Ｔh1ーＴm1）／Ｒ1 ＝φ1 （Ｃm1＋Ｃ1 ＋Ｃs ）          …（２０）
符号は、従来の技術の項で説明したのに対応する意味を有する。
【００３６】
Ｎｏ．３のセルについても同様に、
（Ｔh3ーＴm3）／Ｒ3 ＝φ3 （Ｃm3＋Ｃ3 ）                …（２１）
今、熱量計の面内に温度の不均一があったとしても、Ｔh1とＴh3とは同一位置にあり、熱的に接触しているから、Ｔh1＝Ｔh3と考えてよい。
【００３７】
上記の（４）式と同様に次の理想的条件を仮定する。
【００３８】
Ｒ1 ＝Ｒ3 ＝Ｒ13    φ1 ＝φ3 ＝φ13    Ｃm1＝Ｃm3＝Ｃm13 
Ｃ1 ＝Ｃ3 ＝Ｃ13                                      …（２２）
（２０）、（２１）、（２２）式より
（Ｔm3ーＴm1）／Ｒ13＝φ13・Ｃs                       …（２３）
Ｎｏ．２とＮｏ．４のセルについても、同様に
Ｒ2 ＝Ｒ4 ＝Ｒ24    φ2 ＝φ4 ＝φ24    Ｃm2＝Ｃm4＝Ｃm24 
Ｃ2 ＝Ｃ4 ＝Ｃ24
と仮定して
（Ｔm4ーＴm2）／Ｒ24＝φ24・Ｃr                       …（２４）
理想的条件として、
Ｒ13＝Ｒ24        φ13＝φ24                        …（２５）
とすると、
（２３）（２４）（２５）式より
（Ｔm3ーＴm1）／（Ｔm4ーＴm2）＝Ｃs ／Ｃr           …（２６）
または、
Ｃｓ＝Ｃｒ・（Ｔm3ーＴm1）／（Ｔm4ーＴm2）          …（２７）
測定により、（Ｔm3ーＴm1）／（Ｔm4ーＴm2）が求められるから、ただ１回の測定だけで、試料の熱容量を決定することができる。
【００３９】
また、この方法では、熱量計の面内に温度の不均一があっても、Ｔh1とＴh3は等しいから、結果には影響を与えず、高精度の比熱を測定することができる。
【００４０】
以上の測定方法では、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 が等しいと仮定したが、等しくない場合でも比熱を測定することができる。
【００４１】
この場合には、３回の測定が必要である。
【００４２】
第１回目の測定では、すべてのセルを空セルで測定する。（２１）式と同様な式の４式を得る。
【００４３】
（Ｔh1ーＴm1）／Ｒ1 ＝φ1 （Ｃm ＋Ｃ）                  …（２８）
（Ｔh3ーＴm3）／Ｒ3 ＝φ3 （Ｃm ＋Ｃ）                  …（２９）
（Ｔh2ーＴm2）／Ｒ2 ＝φ2 （Ｃm ＋Ｃ）                  …（３０）
（Ｔh4ーＴm4）／Ｒ4 ＝φ4 （Ｃm ＋Ｃ）                  …（３１）
ここで、Ｔh1＝Ｔh3    Ｔh2＝Ｔh4であるから、（２８）（２９）式より
（２８）式−（２９）式
Ｔm3−Ｔm1＝Ｒ1 φ1 （Ｃm ＋Ｃ）−Ｒ3 φ3 （Ｃm ＋Ｃ）
φ1 ＝φ3 ＝φと仮定する。
【００４４】
Ｔm3−Ｔm1＝（Ｒ1 −Ｒ3 ）φ（Ｃm ＋Ｃ）＝
（Ｒ1 −Ｒ3 ）／Ｒ1 ・Ｒ1 ・φ（Ｃm ＋Ｃ）
（２８）式より
Ｔm3−Ｔm1＝（Ｒ1 −Ｒ3 ）／Ｒ1 ・（Ｔh1ーＴm1）
Ｔm3ーＴm1＝（１ーＲ3 ／Ｒ1 ）（Ｔh1ーＴm1）＝ΔＴ31(1) …（３２）
ここで、ΔＴ31(1) は、（Ｔm3−Ｔm1）の第１回目の温度差測定値を示す。
【００４５】
（３０）（３１）式より
Ｔm4ーＴm2＝（１ーＲ4 ／Ｒ2 ）（Ｔh2ーＴm2）＝ΔＴ42(1) …（３３）
第２回目の測定では、Ｎｏ．１のセルに試料を、Ｎｏ．２のセルに比熱が既知の標準試料を、Ｎｏ．３のセルとＮｏ．４のセルは空セルとして測定すると、  （２８）〜（３１）式と同様に、（３４）〜（３７）式が得られる。
【００４６】
（Ｔh1ーＴm1）／Ｒ1 ＝φ1 （Ｃm ＋Ｃ＋Ｃs ）            …（３４）
（Ｔh3ーＴm3）／Ｒ3 ＝φ3 （Ｃm ＋Ｃ）                  …（３５）
（Ｔh2ーＴm2）／Ｒ2 ＝φ2 （Ｃm ＋Ｃ＋Ｃr ）            …（３６）
（Ｔh4ーＴm4）／Ｒ4 ＝φ4 （Ｃm ＋Ｃ）                  …（３７）
ここで、Ｔh1＝Ｔh3    Ｔh2＝Ｔm4  であるから、（３４）（３５）式より
Ｔm3ーＴm1＝（１ーＲ3 ／Ｒ1 ）（Ｔh1ーＴm1）＋Ｒ3 φ1 Ｃs …（３８）
同様に、（３６）（３７）式より
Ｔm4ーＴm2＝ΔＴ42(2) ＝（１ーＲ4 ／Ｒ2 ）（Ｔh2ーＴm2）＋Ｒ4 φ2 Ｃr …（３９）
（３２）（３８）式より
Ｔm3ーＴm1＝ΔＴ31(2) ＝ΔＴ31(1) ＋Ｒ3 φ1 Ｃs       …（４０）
（３３）（３９）式より
Ｔm4ーＴm2＝ΔＴ42(2) ＝ΔＴ42(1) ＋Ｒ4 φ2 Ｃr                     …（４１）
（４０）（４１）式より
Ｃs ＝Ｃr ・( ΔＴ31(2) ーΔＴ31(1) ）／（ΔＴ42(2) ーΔＴ42(1) ）・
Ｒ4 ／Ｒ3                                         …（４２）
Ｒ4 ／Ｒ3 は、Ｎｏ．１のセルとＮｏ．２のセルの両方に標準試料を入れた測定より求めることができる。ΔＴ31とΔＴ42の第３回目の測定値をΔＴ31(3) 、ΔＴ42(3) とすると、
Ｒ4 ／Ｒ3 ＝（ΔＴ42(3) −ΔＴ42(1) ）／（ΔＴ31(3) −ΔＴ31(1) ）…（４２´）
したがって、
Ｃs ＝Ｃr ・（ΔＴ31(2) ーΔＴ31(1) ）／（ΔＴ42(2) ーΔＴ42(1) ）
・（ΔＴ42(3) −ΔＴ42(1) ）／（ΔＴ31(3) −ΔＴ31(1) ）        …（４２”）
になる。
【００４７】
この場合にも、熱量計の面内に温度の不均一があってもＴh1とＴh3は等しいから、結果には影響を与えず、高精度の比熱を測定することができる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００４９】
図１は本発明実施の双子型の熱流束型示差走査熱量計１例の概略線図を示す。
【００５０】
同図において、１及び２は、いずれも熱流計板（実際は感温板と呼ばれる）である第１及び第２の金属薄板、３は、第１の金属薄板１上のＮｏ．１の位置に置かれた試料（比熱が未知）を入れるセル、４は、第１の金属薄板１上のＮｏ．２の位置に置かれた標準試料（比熱が既知）を入れるセルであり、５及び６は、いずれも第２の金属薄板２上のＮｏ．３及びＮｏ．４に置かれた空セルである。
【００５１】
第１の金属薄板１上のセル３（Ｎｏ．１の位置）とセル４（Ｎｏ．２の位置）の下方の対称位置に、空セル５（Ｎｏ．３の位置）と空セル６（Ｎｏ．４の位置）を第２の金属薄板２上に配置し、第１及び第２の金属薄板１及び２の両端を均熱容器７に熱的及び電気的に良好に接触させた構造になっている。第１及び第２の金属薄板１及び２上のＮｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、及びＮｏ．４の位置は、いずれも均熱容器７との間の熱抵抗が同じになる位置にある。８は試料温度用熱電対、９は標準試料温度用熱電対、１０及び１１は、いずれも空セル温度用熱電対で、それぞれ第１及び第２の金属薄板１及び２に取り付けられている。
【００５２】
図面では、均熱容器７の外周に設ける電気炉や、試料温度用熱電対８、標準試料温度用熱電対９及び空セル温度用熱電対１０、１１にそれぞれ接続される直流増幅器等や、前記試料の比熱を算出するマイクロコンピュータ、表示器等は、いずれも周知のものであるので省略した。
【００５３】
図２は、前記熱流束計の金属薄板の他例を図２に示す。
【００５４】
同図において、金属薄板１（２）は、セル３、４（５，６）を載置する部分がその周囲に明けられた孔１２により形成されたブリッジ１３を介して金属薄板端部に接続されており、この構成によると、熱抵抗Ｒが大となり、同じ熱流束に対して温度差を大きくすることができ、換言すると、熱流計板としての感度が向上する。
【００５５】
前記の双子型の熱流束型示差走査熱量計を用いて試料の比熱は次の方法により測定する。
【００５６】
空セル温度用熱電対１０の出力と試料温度用熱電対８の出力との差値及び空セル温度用熱電対１１の出力と標準試料温度用熱電対９の出力との差値を、マイクロコンピュータに入力し、コンピュータによりこれらの差値及び標準試料の比熱値を前記（２７）式に代入して試料の比熱を算出する。
【００５７】
前記の比熱測定方法では、Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、及びＮｏ．４の位置は、いずれも均熱容器７との間の熱抵抗が同じになる位置に設定されたが、熱抵抗が相違する位置に設定してもよく、その場合には、Ｎｏ．１のセルに試料を、Ｎｏ．２のセルに比熱が既知の標準試料を、Ｎｏ．３のセル及びＮｏ．４のセルを空セルとした場合と、Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、及びＮｏ．４のセルのすべてを空セルにした場合の、それぞれの空セル温度用熱電対１０の出力と試料温度用熱電対８の出力との差値と、空セル温度用熱電対１１の出力と標準試料温度用熱電対９の出力との差値を求めると共に、Ｎｏ．１とＮｏ．２の両方のセルに標準試料を入れ、前記（３６）式よりＮｏ．３及びＮｏ．４の位置と均熱容器７間の熱抵抗Ｒ3 、Ｒ4 を求め、以上の差値、Ｒ4 ／Ｒ3 及び標準試料の比熱値を前記（４２）式より代入することにより試料の比熱を算出する。
【００５８】
以上の３回の測定は、毎回行う必要はない。同一の試料セルを用いて同一測定条件（例えば、加熱速度、雰囲気、測定温度範囲など）の下で測定すれば、すでにΔＴ31(1) 、ΔＴ42(1) 、ΔＴ31(3) 、ΔＴ42(3) は求められているので、ただ１回の測定のみで、ΔＴ31(2) 、ΔＴ42(2) を求めれば、試料の比熱を求めることができる。
【００５９】
尚、本発明の双子型示差走査熱量計は、単なる熱分析として用いる場合には、２つの試料を同時に同一条件で測定できるから、試料の熱的同定、比較などに有効に利用できる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明は、試料周辺の温度が不均一である場合でも、高温度域における比熱を高精度に測定することができる。また、従来の測定方法と比較して測定回数を少なく且つ高温度域における比熱を高精度に測定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明実施の示差走査熱量計の概略構成を示す切断正面図及び切断平面図。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明実施の示差走査熱量計に用いる熱流計板の他例の平面図及び断面図。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、従来の示差走査熱量計の概略構成を示す切断正面図及び切断平面図。
【図４】  従来の示差走査熱量計の他例の原理説明図。
【符号の説明】
１…第１の熱流計板          ２…第２の熱流計板
３〜６…セル                    ７…均熱容器
８…試料温度用熱電対        ９…標準試料温度用熱電対
１０、１１…空セル用熱電対
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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