• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2014 年度 実績報告書

省エネを実現する高強度と熱・電気伝導特性を両立した炭素系ナノ粒子分散複合材の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25820369
研究機関大阪大学

研究代表者

今井 久志  大阪大学, 接合科学研究所, 講師 (30452379)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード粉末冶金 / 複合材料 / 炭素系ナノ粒子
研究実績の概要

高強度・高電気伝導特性を得るために,炭素系ナノ粒子の凝集解消と母相銅合金との整合性が重要となる.炭素系ナノ粒子にはVapor Growth Carbon Fiber (VGCF)を用い,銅合金粉末に分散付着する手法を確立した.母相と炭素系ナノ粒子の良好な結合を確保するに当たり,銅合金中の微量元素と炭素系ナノ粒子の反応特性が電気伝導特性,力学特性に与える影響を調査した.供試粉末には急冷凝固法によって作製されたCu-0.4mass%Ti,Cu-0.7mass%Cr,Cu-0.5mass%Siの3種類を用意した.実験の結果,Ti,Crを添加した材料は,VGCF添加量の増加とともに,電気伝導特性が向上する結果となった.強度は若干の低下を示すものの,固溶強化理論との比較結果より,分散強化が得られていることが確認された.VGCFと母相の炭化物を介した良好な結合性による分散強化と,母相中の添加元素固溶量の減少により,高強度と高電気伝導性を発現したといえる.一方,Si添加銅合金では,VGCF添加においても,力学特性や電気伝導特性に変化はなかった.銅中の固溶限が大きいSiでは,焼結過程でも固溶が保持され,上記反応は生じず,結果として特性に影響しなかったと考えられる.
上記結果を鑑み,純アルミニウム粉末にカーボンナノチューブ(CNT)を分散した高強度純アルミニウム基CNT分散複合材料について検討した.CNT単分散を実現した粉末を用い,CNTと母相間に生成する炭化物で,母相とCNTの強固な結合を保持しCNTならびに炭化物の分散強化を発現することが確認された.

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Inter-Wall Bridging Induced Peeling of Multi-Walled Carbon Nanotubes during Tensile Failure in Aluminum Matrix Composites2015

    • 著者名/発表者名
      B. Chen, S. Li, H. Imai, J. Umeda, M. Takahashi, K. Kondoh
    • 雑誌名

      Micron

      巻: 69 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1016/j.micron.2014.10.005

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An approach for homogeneous carbon nanotube dispersion in Al matrix composites2015

    • 著者名/発表者名
      B. Chen, S. Li, H. Imai, L. Jia, J. Umeda, M. Takahashi, K. Kondoh
    • 雑誌名

      Materials and Design

      巻: 72 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.matdes.2015.02.003

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Load transfer strengthening in carbon nanotubes reinforced metal matrix composites via in-situ tensile tests2015

    • 著者名/発表者名
      B. Chen, S. Li, H. Imai, L. Jia, J. Umeda, M. Takahashi, K. Kondoh
    • 雑誌名

      Composites Science and Technology

      巻: 113 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.compscitech.2015.03.009

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Microstructural and Electrical Properties of Copper-titanium Alloy Dispersed with Carbon Nanotubes via Powder Metallurgy Process2014

    • 著者名/発表者名
      H. Imai, K. Kondoh, S. Li, J. Umeda, B. Fugetsu, M. Takahashi
    • 雑誌名

      Materials Transactions

      巻: 55 ページ: 522-527

    • DOI

      10.2320/matertrans.Y-M2013846

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Microstructure and Mechanical Properties of Cu-40%Zn-0.5%Cr Alloy by Powder Metallurgy2014

    • 著者名/発表者名
      H. Imai, S. Li, K. Kondoh, Y. Kosaka, T. Okada, K. Yamamoto, M. Takahashi, J. Umeda
    • 雑誌名

      Materials Transactions

      巻: 55 ページ: 528-533

    • DOI

      10.2320/matertrans.Y-M2013847

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In Situ Synthesized Al4C3 Nanorods with Excellent Strengthening Effect in Aluminum Matrix Composites2014

    • 著者名/発表者名
      B. Chen, L. Jia, S. Li, H. Imai, M. Takahashi, K. Kondoh
    • 雑誌名

      Advanced Engineering Materials

      巻: 16 ページ: 972-975

    • DOI

      10.1002/adem.201400232

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Effect of Chromium Behavior on Mechanical and Electrical Properties of P/m Copper-chromium Alloy Dispersed With VGCF2015

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Imai, Kuan-yu Chen, Katsuyoshi Kondoh, Hung-yin Tsai, Junko Umeda
    • 学会等名
      ICMSEM 2015
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2015-07-04 – 2015-07-05
  • [学会発表] Comparing Strengthening Mechanisms of Vapor Grown Carbon Fiber vs. Titanium Carbide Reinforced PM Titanium2015

    • 著者名/発表者名
      F. Staub, K. Kondoh, J. Umeda, H. Imai
    • 学会等名
      TMS 2015
    • 発表場所
      Orland, USA
    • 年月日
      2015-03-15 – 2015-03-19
  • [学会発表] Crack Formation in Powder Metallurgy CNT/Al Composites during Post Heat Treatment2015

    • 著者名/発表者名
      B. Chen, L. Jia, H. Imai, K. Kondoh
    • 学会等名
      TMS 2015
    • 発表場所
      Orland, USA
    • 年月日
      2015-03-15 – 2015-03-19
  • [学会発表] Effect of Alloying Elements on Mechanical Properties and Electrical Conductivity of P/M Copper Alloys Dispersed with Vapor-grown Carbon Fiber2014

    • 著者名/発表者名
      H. Imai, K. Kondoh
    • 学会等名
      Materials Science & Technology 2014
    • 発表場所
      Pittsburg, USA
    • 年月日
      2014-10-12 – 2014-10-16
  • [学会発表] Dependence of carbon structure on machinability of P/M high strength brass composite with graphite particle2014

    • 著者名/発表者名
      H. Imai, K. Kondoh
    • 学会等名
      ICM&P2014
    • 発表場所
      Detroit, USA
    • 年月日
      2014-06-09 – 2014-06-13
  • [学会発表] 添加元素が及ぼす VGCF 分散銅基複合粉末材料の力学および電気特性2014

    • 著者名/発表者名
      今井久志,近藤勝義
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会 平成 26 年度春季大会(第 113 回講演大会)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-06-03 – 2014-06-05

URL: 

公開日: 2016-06-01  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi