2019 Fiscal Year Annual Research Report
銅を凌駕する電気特性を有する軽量ＣＮＴ銅複合材配線の開発
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18F18050
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
畠 賢治 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究センター長 (70282340)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
MEENAKSHI SUNDAR RAJYASHREE 国立研究開発法人産業技術総合研究所, その他部局等, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2020-03-31
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| Keywords | カーボンナノチューブ銅複合材 / 線膨張係数 / 電気特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、工業的量産に資する連続紡糸可能なCNT糸とCuを複合化し、銅を凌駕するCNT-Cu複合ワイヤーを実現することである。昨年度は、構造や電子物性の異なる種々のCNTとCuの複合化を実施し、高導電性に適したCNT種ならびにCuの析出形態を明らかにしてきた。今年度は、CNT-Cu複合材の線材としての優位性を更に明確にするため、線膨張係数ならびに引張強度の評価に取り組んだ。これらの特性は、実使用環境に置いて、熱や外力による故障頻度を左右するため、線材の信頼予想に不可欠な特性である。しかしながらCNT-Cu複合ワイヤーについてはこれまで報告例がない。そこで本研究では、多層CNT-Cu複合ワイヤーを用いて、複合材のナノ構造の影響を検証する試験を実施した。その結果、複合化することで熱膨張が低減され、且つ、その効果は、均一にCNTとCuを分布させることでより高まることが明らかになった。金属の熱膨張は、熱サイクル下において線材や電極の破断・剥離を引き起こすため、信頼性に影響する因子であることから、CNT-Cu複合材の熱膨張係数の低減は、配線材としての優位性を示すものである。また引張試験については、CuとCNTが均一に分布する場合は、Cuと同等レベルの強度を示すが、Cuが不均一に分布する試料や、Cuが表面のみにコーティングされた試料については、Cuと比較して強度が低下することが明らかになった。これはCNTの偏析することで、応力やひずみの集中を起こし、且つ、破断や変形の拠点となるためであると考えられる。以上より、CNTとCuが均一に分布したナノ構造を形成することが、機械特性ならびに熱特性といった信頼性の観点から、重要であることが明らかになった。これらの結果については、招待講演を含む国際会議5件を行うとともに、レビュー論文を含む国際誌1報の発表を行った。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(6 results)
