2008 Fiscal Year Annual Research Report
3次元温度場を創成するための積層立体チャネルチップの製作・制御技術の構築
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20360061
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
土屋 健介 The University of Tokyo, 生産技術研究所, 准教授 (80345173)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中尾 政之 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90242007)
濱口 哲也 東京大学, 大学院・工学系研究科, 特任教授 (90345083)
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| Keywords | 温度センサ / 熱制御アクチュエータ / 積層チップ / チャネル / 拡散接合 |
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| Research Abstract |
平成20年度は、主に(a)拡散接合による金属層間の接合技術の確立、および(b)熱伝達率の安定化のためのチャネル表面状態(形状・物性)の制御を、並行して行った。
(a)拡散接合による金属層問の接合技術の確立のためには、耐熱性、耐腐食性めほか、加工性、接合性を考慮して、オーステナイト系ステンレスSUS316を選定し、詳しく接合条件の検討を行った。チャネル加工は、2次元の形状は現有の加工機でほぼ実現できるが、各層を効率良く加工するために、現有加工機の他に新たに多機能デスクトップ型加工機(高島産業社製、MultiProIII)を購入して用いた。また、拡散接合の制御パラメータとして、接合面の面粗さ、接合温度、加圧力に注目し、最適な条件を検討した。その結果、接合面表面粗さRa=0.20μm、接合雰囲気5×10-3Pa、接合圧力10MPa、接合時間4時間の下で、1100℃の接合温度が最適であり、それより高い温度ではチャネル形状が維持されず、それより低い温度では接合強度が十分に確保できないことが分かった。接合強度の評価には、引っ張り試験とシャルピー衝撃試験との両方を行った。上記の最適条件下での接台強度は、バルクの材料と比較して引っ張り強度でほぼ100%、シャルピー衝撃試験で約半分の強度が得られることを確かめた。
(b)熱伝達率の安定化のためのチャネル表面状態(形状・物性)の制御については、ステンレス基板にニッケルメッキを施す際の最適な電流密度やメッキ液の撹拝条件を検討し、表面性状に優れる条件を見出すとともに、そのときの残留応力を評価した。
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