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持続型固－液共存状態での放電プラズマ焼結法（SPS）による成形という新しいプロセシング技術を考案しダイヤ体積分率50％において52W/mK
の高熱伝導率を有するダイヤモンド粒子分散型Al基複合材料を作製することに成功した。また、ダイヤモンド粉末にバイモーダルな粒度分布を与
えることにより、Al-70vol.%ダイヤモンド複合材料量において、578W/mKの高熱伝導率と6.7ppmの低熱膨張係数を両立した。さらに、本材料の熱
伝導率は異方性が無く、3次元に均一な放熱性を有することも大きな特徴である。
Pressure
Graphite punch
Pulsed current
800
Thermal conductivity, λ /(W/mK)
Graphite die
Graphite die
Diamond
particle
K-type
thermocouple
Al particle
Al alloy
particle
Graphite punch
Pressure
Diamond particle
dispersed Al
700
552W/mK
100%
90%
503W/mK
600
80%
500
70%
400
300
100%
90%
80%
70%
Experimental
200
100
matrix composite
0
K-type
thermocouple
20
30
40
50
60
Volume fraction of diamond, V f(vol.%)
固-液共存状態でのSPS成形
Al-50vol.％ダイヤモンドで552W/mKの熱伝導率理論値の95％以上
1200
25
Experimental(Bimodal)
Thermal conductivity, λ /(W/mK)
1000
100%
90%
80%
800
70%
60%
581W/mK
503W/mK
600
528W/mK
578W/mK
400
552W/mK
530W/mK
200
Coefficient of thermal expansion, α(×10-6)
Experimental(Monomodal)
Turnerα
KernerLα
KernerUα
20
Expermental(Monomodal)
Expermental(Bimodal)
12.5ppm
15
10.4ppm
9.2ppm
10
6.7ppm
5
0
0
30
45
60
75
Volume fraction of diamond, Vf(%)
バイモーダル化によりダイヤモンド粒子体積分率45～70％で500Ｗ/ｍＫ超の熱伝導率
0
20
40
60
80
100
Volume fraction of diamond, Vf (%)
Aｌ-70vol.％ダイヤモンド複合材料で、6.7ppmの低熱膨張係数