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フィラーの修飾による高熱伝導性フィラー/ポリイミドフィルム作製の連続化技術の構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K06887
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関金沢大学

研究代表者

春木 将司  金沢大学, 機械工学系, 准教授 (90432682)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードポリイミド / 複合材料 / 有効熱伝導率 / 配向構造 / 絶縁破壊電圧 / 高熱伝導化
研究成果の概要

本研究では高熱伝導化したポリイミド材料の連続作製プロセスの基盤構築を目指し、ポリイミド材料に添加された高熱伝導性フィラーの配向構造形成を高速に行う技術の確立を目的とした。フィラーの配向操作に用いる外場として、電場ならびに磁場を利用した。研究遂行の結果、電場処理および磁場処理を行った場合、処理なしのものに比べ、ポリイミド複合材料の有効熱伝導率は明確に向上した。さらに、X線回折および絶縁破壊電圧の測定結果より、外場の印加処理によって、ポリイミド内のフィラーの配向状態が変化していることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、ポリイミド/高熱伝導性フィラー複合材料作製工程における電場処理と磁場処理がイミド化後の複合材料の熱伝導性に与える影響を明らかにした。
本研究の成果により、優れた耐熱性を有するポリイミドの高熱伝導化を、連続プロセスによって実施する技術の基礎データが蓄積され、実用化に向けた基盤が構築された。今後研究を重ねることによって、本複合材料が工業的に生産されれば、安価に高耐熱性のTIMの使用が可能となり、さらに、無機材料に代わり、軽量なポリマー材料の適用箇所が大きく増加することが見込まれる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Controlling thermal conductivities and electrical insulation properties of carbon nanofiber/polyimide composites using surface coating techniques2020

    • 著者名/発表者名
      Masashi Haruki, Keitaro Tanaka
    • 雑誌名

      Polymer Composites

      巻: 印刷中 号: 8 ページ: 2990-2997

    • DOI

      10.1002/pc.25591

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancing thermal conductivities of hexagonal boron nitride/fluorinated polyimide composite materials using direct current electrical fields2020

    • 著者名/発表者名
      Masashi Haruki, Jun Tada, Ren Funaki, Hajime Onishi, Yukio Tada
    • 雑誌名

      Thermochimica Acta

      巻: 684 ページ: 178491-178491

    • DOI

      10.1016/j.tca.2019.178491

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effective thermal conductivity for nanocarbon/polyimide and carbon nanofiber/hexagonal boron nitride/polyimide composites2019

    • 著者名/発表者名
      Masashi Haruki, Keitaro Tanaka, Jun Tada, Hajime Onishi, Yukio Tada
    • 雑誌名

      Polymer Composites

      巻: 印刷中 号: 8 ページ: 3032-3039

    • DOI

      10.1002/pc.25146

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Enhancing thermal conductivity of hexagonal boron nitride/polyimide composite sheet using magnetic field2019

    • 著者名/発表者名
      Yota Takatsu, Masashi Haruki, Hajime Onishi, Yukio Tada
    • 学会等名
      5th International Symposium on Innovative Materials and Processes in Energy Systems
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical studies for effective thermal conductivities of hexagonal boron nitride/polyimide composite materials2019

    • 著者名/発表者名
      Masashi Haruki, Jun Tada, Hajime Onishi, Yukio Tada
    • 学会等名
      18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 交流電場を利用したカーボンナノファイバー/含フッ素ポリイミド複合材料の高熱伝導化2019

    • 著者名/発表者名
      金田佑貴, 春木将司, 大西元, 多田幸生
    • 学会等名
      熱工学コンファレンス2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 表面コーティングによるナノカーボン/ポリイミド複合材料の熱伝導性と導電性の制御2018

    • 著者名/発表者名
      田中啓太郎, 春木将司, 大西元, 多田幸生
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 電場を利用した含フッ素ポリイミドの高熱伝導化2018

    • 著者名/発表者名
      多田潤, 春木将司, 大西元, 多田幸生
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] エネルギー材料の現状と伝熱促進技術2018

    • 著者名/発表者名
      春木将司
    • 学会等名
      化学工学会超臨界流体部会 第17回 サマースクール
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 機能性ナノカーボンとの複合化によるポリイミドシートの伝熱促進2017

    • 著者名/発表者名
      田中啓太郎, 多田潤, 春木将司, 大西元, 多田幸生
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体適合性材料への利用を指向した含フッ素ポリイミドの高熱伝導化2017

    • 著者名/発表者名
      多田潤, 田中啓太郎, 春木将司, 大西元, 多田幸生
    • 学会等名
      化学工学会金沢大会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://ridb.kanazawa-u.ac.jp/public/detail.php?id=4558

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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