アルミニウム熱伝導複合材料

銅の2倍・アルミ合金の3倍の熱伝導率

当チームが試料を提供している住友精密工業（株）は、2008年10月にアルミニウム・気相成長炭素繊維（VGCF）・スーパーグロースカーボンナノチューブ（CNT）で作った熱伝導素材を開発し、2010年にも生産開始・実用化する予定であると発表しました。新素材の熱伝導率は銅の2倍、アルミ合金の3倍以上です。

従来、アルミ合金に高い熱伝導率を持つVGCFをまぜると熱伝導率があがることが確かめられていましたが、その効率は高いとはいえませんでした。VGCFの配向を保ちながら均等に分散させることが難しく、VGCF同士の接触や結合が十分でなかったからです。

今回、粉末冶金法により、アルミニウム粉末と、カーボンナノチューブ分散液を塗布したVGCF配向シートを交互に積層・焼結することで、熱伝導率の改善を達成しました。長いスーパーグロースカーボンナノチューブを用いることで、VGCF同士にネットワークがかけられ、熱伝導が十分行われるようになりました。短いCNTでは熱的な結合が十分でなく、高熱伝導率は実現できません。

このAl熱伝導素材は、半導体素子の放熱機器への応用が考えられます。また、軽くて丈夫なので、車や航空機に搭載する放熱機器の小型化・軽量化にも役立つことでしょう。

Al-CNT-VGCF概念図
図1：Al-CNT-VGCF概念図
新材料の特性概説
製法 粉末冶金法により、アルミニウム粉末とカーボンナノチューブ・気相成長炭素繊維を交互に積層・焼結
熱伝導性 従来Al合金の3倍以上

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