低温装置でよく使われる材料の低温物性値
2012年4月18日更新

密度
Density
線膨張係数
CTE
熱伝導率
Thermal Conductivity
比熱
Specific Heat
ヤング率
(縦弾性率)
Young's Modulus
せん断弾性率
(横弾性率)
Shear Modulus
ポアソン比
Poisson Ratio
電気抵抗 メモ 参考文献
x103 kg/m3 x10-6/K W/m/K J/kg/K GPa μΩ/cm
(x10-8Ωm)
Al2024-O 2.77 15.6@77
~3@293K
~0.6@4K
*
Al5456 2.66 22.1 @223-293K 71.0 0.33 もともと船体用。フィルタホイールの本体などに。 *
Al6061 2.71 12.2@100K
18.7@125K
19.3@150K
20.3@175K
20.9@200K
21.5@250K
22.5@293K
170@20K
278@50K
213@100K
200@150K
203@200K
209@250K
212@293K
*
Al6061-T6 2.71 24 71@60K
86@80K
98@100K
142@220K
159@300K
960 68.9 0.33 ~4@293K
~1.5@4K
MOIRCSの光学マウントで使用。 1, 6, *
Ti-6Al-4V 4.43 8.80 28 @20K
84 @77K
97 @100K
155 @300K
523 113.8 0.342 宇宙機構造部など。フィルタホイールの支持機構などに。 1
SUS304 8.0 10.5@50K
11.4@100K
12.4@150K
13.2@200K
14.7@293K
13.8@293K 400@293K 197 0.27 71-74@295K
49-51@42.K
オーステナイト系ステンレス鋼 *, 2, 7
Inver 36 8.03 0.54 13.8 502 145 0.259 *, 6
Copper 8.96@293K 0.63@25K
3.87@50K
10.3@100K
15.2@200K
16.5@293K
483@103K
420@173K
401@273K
384@293K 129.8 0.343 1.55@295K
0.2@77K
2, *
OFHC Copper
(無酸素高伝導率銅)
8.94 1.0@30K
3.9@50K
10.7@100K
14.4@150K
16.1@200K
17.1@250K
18.3@300K
(~2140@30K)
(~1000@50K)
(~460@100K)
(~420@150K)
(~410@200K)
(~400@250K)
(~395@300K)
96@50K
255@100K
324@150K
359@200K
381@250K
389@300K
117 0.35 メーカによっていろいろ。
日本だと手に入りにくい?
無酸素銅の熱伝導率は測定時の残留抵抗比(RRR)によって大きく左右するので注意。
4, 6
OFC
(無酸素銅)
8.9 391
>3300@4.2K
- - - Cu>99.99%
(低温用)
極低温下で電気抵抗が普通の無酸素銅の半分以下になるCryogenic-OFC(CG-OFC)もある(日立)。
5
Tellurium Copper 8.94@293K 9.5@293-373K 356@293K 385@293K - - ただの銅より切削性がよいので加工が必要な熱パスなどに使う。形材可。 *, 9
りん青銅 67 数〜15@常温〜低温 銅合金。スズ(Sn)3.5-9.0%、りん(P)0.03-0.35%。溶接が容易。
板、線、箔など。大きな形材は入手困難かも。
板バネ用りん青銅
(C5191)
8.83 18.0 @300K 67 @300K 377 @300K 40 @300K 0.33 板材。低温オプトメカ等で実績。導電率13%IACS。切削指数20
Maraging Steel
Fe-17.5, Ni-12.5, Co-3.75, Mo-1.8, Ti-0.15, Al
8.0 186 @300K
Indium (Foil)
(インジウム箔)
7.3 56 @300K 81.7 @300K 233 @300K 10.8 @300K やわらかい。低温部の熱伝導等に使用。毒性(発癌性、肺障害性)あり。
G10
(Epoxy Glass)
1.88 0.57 @300K 19.881@293K 13.79 0.12 4, 11
CFRP
(Carbon Fiber Reinforced Plastics)
81.2@4.2K
79.8@77K
79.5@300K
12
GFRP
(Glass Fiber Reinforced Plastics)
42.2@4.2K
40.1@77L
36.5@300K
20-300Kでヤング率がほとんど変化しない。積分熱伝導率4.2-77K=0.09W/m, 77-300K=0.94W/m 12
AFRP
(Alumina Fiber Reinforced Plastics)
95.6@4.2K
86.6@77L
82.6@300K
現在入手困難? 12
Vespel® SP-1 Du Pont™
(ベスペル)
1.43 0.35 0.41 体積抵抗率:10E+14~10E+15Ωm。各種グレードあり。 20
IR-grade Fused Silica
(溶融石英)
2.2 0.55 @300K 1.38 @300K 703 @300K 73 @300K 0.17 透過域:170nm-3um。UV-grade,Opt-Grade等。UV-gradeは水の吸収帯域があるので注意。 16
IR-grade CaF2
(Calcium Fluoride)
蛍石
3.18 18.85 @300K 9.71@300K 854 @300K 75.8 @300K 0.26 透過域:0.13-12um。屈折率@1um。
ZnSe
(Zinc Selenide)
5.27 7.57 @300K 18@300K 356@300K 67.2@300K 0.28 透過域:0.5-20um。屈折率:2.489@1um, 2.444@2.2um。毒物劇物。欠けやすい。重い。オレンジ色。 15
サファイア
3.98 8.4 @300K 27.2 @300K 419 @300K 345 @300K 6

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アピエゾン(タイプN)
work at 4~303K
- - 0.189 - - - Vapour Pressure 1.7x10-10Torr@293K 4, 14
PGSグラファイトシート
(松下電気)
1.0 0.93 @a-b面
32 @c軸
600-800 @300K - - - 厚さ0.1mm。熱抵抗:0.4K/W。えんぴつの芯がシートになった感じ。 紙のように手で破ける。粉がでる。低温でも硬化しない。ラミネート加工したものなど様々ある。 18

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参考文献 *. とうこく所有の出典不明の文献コピー。 1. [BOOK] Principles of Space Instrument Design 2. [BOOK] 理科年表 3. [BOOK] Cryogenic Engineering 4. [WEB][低温物性データベース] NIST Database, Cryogenic Material Properties Database 5. 日立電線 日立無酸素銅 6. IfA instrument team documents 7. Cryogenic Reference Table 8. FNAL: Al Resistivity 9. McMaster Catalog 10. [WEB] アルミニウム合金の比抵抗 11. MOLA Homepage 12. [PAPER] Thermal design and its on-orbit performance of the AKARI cryostat CFRP,GFRPの極低温での熱熱伝導率、ヤング率などの物性値。 13. [PAPER]Cryogenic properties of composite materials CFRPのファイバー含有率による低温での物性値の違いなど。 14. [WEB] Apiezon 15. [WEB] II-VI Infrared ZnSe: 最大でΦ300mm、t25mm程度まで製作可能。プリズムグレード等。 16. [WEB][光学素子データベース] Optics Land 17. マレージング鋼に関してはこちら 18. [WEB] Panasonic/PGSグラファイトシート 19. [WEB][アウトガスのデータベース] http://outgassing.nasa.gov 20. [PAPER] A low temperature thermal conductivity database A.Woodcraft et al. 21. [PAPER] Thermal conductivity of thermally-isolating polymeric and composite structural support materials between 0.3 and 4 K Runyan et al. 22. [WEB][光学素子データベース] SIP Optical Material Specifications 放射率関連 1. Fintech | 各種物質の波長に対する放射率(金属・非金属) 2. Hakko | 物質表面の温度に対する放射率(主に高温)