2020 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication of metal-ceramic composites by Ni-CNT coated ceramic particles.
| Project/Area Number |
19K15325
|
|---|
| Research Institution | Akita Prefectural University |
|---|
Principal Investigator |
鈴木 庸久 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (90501479)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | カーボンナノチューブ / 複合めっき / ポーラス超硬合金 / 高温軟化特性 / 被覆セラミックス粒子 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
射出成形や半導体パッケージの封止において，成形時に発生するガスを抜くために金型に数百ミクロンのガス抜き穴を加工する．高硬度金型材への穴加工の困難であることから，全面でガス抜き性を確保できるポーラス超硬を用いた金型が注目されている．ポーラス超硬は高強度，高熱伝導性，高耐摩耗性を持つ点から優れた金型材として期待できる．しかし，気孔率を制御でき，焼結時の歪みを抑えたポーラス超硬の作製方法が確立されていない．我々は，バインダになるニッケル(Ni)を被覆した炭化タングステン(WC)粒子によるポーラス超硬の作製方法を提案し，低温焼結での気孔率の制御のために，高温軟化特性を有するカーボンナノチューブ（CNT）複合Niめっき被膜（Ni-CNT）の利用を検討している．
本研究では，１）電解バレルめっきを用いて，Ni-CNTおよびNi被覆WC粒子を作製し，電流値がNi析出率，凝集率及び平均膜厚に及ぼす影響を調べた．２）さらにホットプレス，通電焼結法により，Ni-CNTおよびNi被覆WC粒子を焼結したポーラス超硬を作製し，通気率と気孔率を評価した.その結果，以下の成果を得た．
・超音波を援用した電解バレルめっきにより，WC粒子全体を覆うようにめっき被膜を形成でき，その膜厚は，電流値等により制御可能である．
・被覆厚さ数μmのNi-CNTおよびNi被覆WC粒子を用いて焼結したポーラス超硬は，いずれも500℃以下で焼結可能であるが，Ni被覆粒子のポーラス超硬は強度が低下する． Ni被覆WC粒子に比べて，Ni-CNT被膜WC粒子を焼結すると，Ni-CNTの高温軟化特性により，粒子間距離が近づき，気孔率，通気率が下がる．つまり，Ni-CNT被覆WC粒子を用いることで，より低温で，かつ気孔率を制御したポーラス超硬の焼結が可能となる．
|
