2016 Fiscal Year Annual Research Report
Develpoment of lead free solder alloy by composite techinology and its prediction of electrical and thermai conductivity
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26420740
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
佐々木 元 広島大学, 工学研究院, 教授 (30192595)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉尾 健次郎 広島大学, 工学研究院, 准教授 (90294545)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 高温鉛フリーはんだ / 複合材料 / 微細組織 / 機械的性質 / 熱伝導 / 濡れ性 / 短繊維 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高温用鉛フリーはんだの開発では、伸びやクリープ特性などの機械的性質が確保できていない．その解決策の一つとして複合材料化がある．しかしながら，複合材料の取り扱いの難しさから，世界的にも研究は進んでいない．そこで、本研究では，１．近年、注目されている合金成分を基に，繊維、フィラーや炭素繊維，セラミックス粒子等を複合化させる．２．分散材の形状や分布状況などの組織が熱・電気伝導性に与える影響を理論的に明らかにするために，新たな伝導解析モデルを提唱，理論的予測を行う.３．その結果を下に，複合材料組織の最適化を行い，実用に耐えられる高機能な高温用鉛フリーはんだ材料の開発を行うことを目的とした．
本年度は，マトリックス材料として，Bi―Cu合金、Zn-20Sn合金を検討した．繊維については，炭素系短繊維にニッケルコーティングをすることにより濡れ性を改善し，欠陥の少ない複合材料を作製し，その機械的性質，熱伝導特性を明らかにした．また，組織が熱伝導性に与える影響を理論的に明らかにした．
1) 繊維と母相間の濡れ性の向上，界面エネルギーの低減化の為に，炭素短繊維上への均一なNiコーティングを行った．溶融攪拌法を用いてZn-10Al-2Sn合金基複合材料を作製し，組織の評価を行うとともに，機械的性質の評価を行った．
2) 溶融Bi―Cu合金とグラファイトの濡れ性および界面組織の温度変化を明らかにし，更にグラファイト表面へのニッケルコーティングの効果について検証を行った．
3）界面熱伝導率の実験的測定行う為，定常法による熱伝導測定装置を自作し，実験値を求め，理論値との比較を行った．また，分散複合材料の粒子サイズと有効熱伝導率の関係を明らかにした．更に，金属基複合材料における強化相のサイズと有効熱伝導率の関係について理論的考察を行い，組織が熱伝導性に与える影響を明らかにするシミュレーションを開発した．
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Research Products
(22 results)
