2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of metal based heat dissipative materials in solid-liquid co-existent state by SPS
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26420751
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| Research Institution | Osaka Municipal Technical Research Institute |
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Principal Investigator |
水内 潔 地方独立行政法人大阪市立工業研究所, 加工技術研究部, 部長 (60416344)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井藤 幹夫 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (00294033)
上利 泰幸 地方独立行政法人大阪市立工業研究所, 加工技術研究部, 研究フェロー (70416288)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 放電プラズマ焼結 / 放熱材料 / 金属基複合材料 / ダイヤモンド / アルミニウム / 銅 / 銀 / 固液共存状態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
純Al、Al-5%Si合金、ダイヤモンド大粒子、ダイヤモンド小粒子の4種混合粉末を持続型固-液共存状態でSPS成形することにより、Al/cBNバイモーダル複合材料を作製した。Al-60vol.%cBN複合材料において325W/mKの熱伝導率が得られ、cBN体積分率40～70％において300W/mK以上の熱伝導率が維持できた。一方、固相状態でSPS成形したCu/cBN及び固相率可変型SPS成形したAg/cBN複合材料の場合、それぞれマトリックスの熱伝導率は越えたものの500W/mKには達せず成形条件に改善の余地があることが示唆された。
Cu/ダイヤモンド複合材料については第3元素としてB及びCr粉末の添加が有効であることが明らかとなった。固相状態でSPS成形された(Cu-7.2vol.%B)-50vol.%ダイヤモンド、及び、(Cu-4.9vol.%Cr)-50vol.%ダイヤモンド複合材料に対して、それぞれ、689W/mK、及び、584W/mKの熱伝導率が得られた。また熱膨張係数もKernerモデルによる理論値に一致し、Cu/ダイヤモンド界面の接合が強固であることが示唆された。
持続型固液共存状態でSPS成形したAl/ダイヤモンドバイモーダル複合材料では、ダイヤ体積分率45～70％の範囲で500W/mK以上の熱伝導率が維持された。同様の方法で作製したAl/SiC複合材料においても、SiC体積分率40～70％において212～252W/mKの熱伝導率を示した。また、固相率可変型SPS成形したAg/ダイヤモンドバイモーダル複合材料においても、ダイヤ体積分率40～65％において650W/mK以上の熱伝導率が維持された。上記3種いずれのバイモーダル複合材料においても熱膨張係数はKernerモデルの理論値に一致し充填粒子とマトリックス金属の界面接合が強固であることが明らかとなった。
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Research Products
(14 results)
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[Presentation] Thermal properties of various kinds of filler particle dispersed metal matrix composites (MMCs) fabricated using SPS process2017
Author(s)
Motohiro TANAKA, Kanryu INOUE, Yasuyuki AGARI, Takashi TAKEUCHI, Jun-ichi TANI, Masakazu KAWAHARA, Yukio MAKINO, Mikio ITO, Kiyoshi MIZUUCHI
Organizer
ISPLASMA2017
Place of Presentation
Chubu University, Kasugai, Nagoya
Year and Date
2017-03-03
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