| 研究課題/領域番号 |
20K04181
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 富山県立大学 |
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研究代表者 |
真田 和昭 富山県立大学, 工学部, 教授 (20363872)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 熱伝導率測定 / 有限要素解析 / サーモグラフィー / ポリマー系複合材料 / 熱伝導性フィラー / 熱伝導率 / メゾ構造 / 複合材料 / 熱硬化性樹脂 / 温度場計測 / メゾ構造熱伝導解析 / 熱伝導メカニズム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、熱伝導性フィラーが充てんされたポリマー系複合材料を対象に、赤外線サーモグラフィー顕微鏡による温度場計測と、複合材料の内部微視構造（メゾ構造）を考慮した解析モデルによる熱伝導に関する有限要素解析を行い、熱の流れとメゾ構造の関連性を明らかにして、熱伝導メカニズムを解明するもので、高熱伝導化に最適な伝熱ネットワーク構造を見出すとともに、不均質性を考慮した新規熱伝導率測定方法の提案を目指すことを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
ポリマー系複合材料の熱伝導メカニズムを熱の流れとメゾ構造の関連性から解明するために、サーモグラフィー顕微鏡による温度場計測、定常法を用いた熱伝導率測定、メゾ構造を考慮した熱伝導率測定に関する有限要素解析を行った。温度場計測の結果、フィラーの種類や存在状態の違いにより温度場が明確に変化した。有限要素解析の結果、レーザーフラッシュ法を考慮した解析結果は定常法を考慮した解析結果に比べて高い値を示した。また、フィラー体積分率の増大に伴う解析結果の変化は、熱伝導率測定結果と同様な傾向を示した。さらに、フィラーの接触の影響を考慮すると、解析結果と実験結果の差異が小さくなった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
電子機器の高性能化に伴い放熱対策が重要な技術課題となり、放熱材料として活用されるポリマー系複合材料の高熱伝導化技術の研究開発が活発に進められている。本研究で得られた成果は、高熱伝導化に有効な複合材料のメゾ構造に関する知見と、不均質性を考慮した複合材料の熱伝導率の高精度な測定方法確立に寄与する知見であり、複合材料工学分野における学術的意義は大きく、高性能な電子機器開発に大きく寄与するものである。
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