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2022 年度 研究成果報告書

温度場計測とメゾ構造伝熱解析によるポリマー系複合材料の熱伝導メカニズム解明

研究課題

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研究課題/領域番号 20K04181
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分18010:材料力学および機械材料関連
研究機関富山県立大学

研究代表者

真田 和昭  富山県立大学, 工学部, 教授 (20363872)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
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
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。

自由記述の分野

複合材料工学

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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公開日: 2024-01-30  

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