2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of high thermal conducting metal matrix composites with anisotropic structure and theoretical evaluation of thermal conductivity.
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18K03840
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
佐々木 元 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (30192595)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉尾 健次郎 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (90294545)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 金属基複合材料 / ヘテロ構造 / 熱伝導特性 / シミュレーション / 多機能性 / 成型加工 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，金属母相中の分散材の分散，分布状況を様々な加工技術を利用し、その構造や微細組織を３次元的に制御し，機械的・機能的特性に異方性を付与させることを目的とした．その際、実用に適した高機能・多機能で異方性を考慮した不均質構造，マクロヘテロ構造を有した高熱伝導性，優れた機械的性質を有する複合材料の設計・製造技術の指針を得ると伴に，異方性が物性に与える影響を理論的に明らかにした．本年度の成果は， 以下に示す．
Al基複合材料については，アルミナ短繊維および汎用Al合金を用い，アルミナの凝集形態が溶融状態での沈降現象に与える影響を理論的に明らかにするとともに、傾斜機能複合材料を作製し，機械的特性の評価を行った．また，得られた解析結果をもとに，溶融沈殿法による傾斜機能複合材料の設計指針を明確化した．また、分散材として炭素短繊維および長繊維、アルミナ粒子をAl薄板および箔上に均一に分散させた複合材料を作製した．また、放電焼結法で複合材料を作製した．これらの複合材料に熱間圧延を利用し，重ね合わせ圧着圧延を施す、あるいは熱間圧延を何度も繰り返すことにより，分散材の分散傾向の変化、母相であるAlの組織変化を定量的に明らかにし、種々の物性の発現機構を異方性の観点から明らかにした．
放電焼結法により作製したカーボンナノファイバおよび鱗片状グラファイト分散銅基複合材料に圧延を施すことによりその配向性を制御し，その異方性が機械的性質，熱伝導性に与える影響を実験および理論の両面から明らかにした．
鉄鋼基複合材料では，Cuをコーティングした炭素繊維を用いて，放電焼結法により異方性を有する複合材料の作製を行うともに，焼結条件が異方性に与える影響を明らかにした．また、レーザを用いた溶接法を利用し，異方性を有する複合材料を得ることに成功した．
複合材料の骨格となる異方性を有する炭素材料基多孔体の作製を試みた．
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Research Products
(33 results)
