高熱伝導・電気絶縁性のポリマーナノコンポジットの創製と適用評価

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1.高熱伝導・電気絶縁性を目指したエポキシ樹脂・ナノコンポジットの独自創製平成17年度の研究実績を踏まえて、データ蓄積に努めた。エポキシ樹脂に高熱伝導性のナノサイズの充填剤(ナノフィラー)を少量添加すると、ベースよりも熱伝導率を若干向上できることがわかった。しかし、そのナノコンポジットの熱伝導率は、従来手法である高熱伝導性のマイクロフィラーを多量充填したマイクロコンポジットの熱伝導率には到底及ばないことも明らかになった。そこで、そのマイクロコンポジットの諸特性をさらに向上させるべく、少量ナノフィラーを追加添加した試料を新たに独自に創製した。フィラーはアルミナおよび窒化アルミに絞り、サイズは100nm、1μm、30μmの3種類を用いた。ナノフィラーとマイクロフィラーの組み合わせと配合比を検討し、10種類の試料を作製した。2.創製したエポキシ樹脂・ナノコンポジットの電気的・熱的特性の評価電気的特性として、電気トリーイング破壊時間を評価した。ワイブル分析結果より、最適なフィラー種類とナノサイズとマイクロサイズの最適な混合割合を選定することによって破壊時間を最長にできることが明らかになった。耐部分放電性もナノ・マイクロ複合フィラーを用いるとさらに向上できることがわかった。熱的特性として熱伝導率を評価した結果、ナノ・マイクロ複合フィラーによるコンポジット試料は1.6W/m/Kを上回る結果が得られた。なお、ベースのエポキシ樹脂の熱伝導率は0.2W/m/Kである。3.次世代の高熱伝導・電気絶縁性ポリマー材料の適用提言開発したエポキシ・ナノコンポジットを利用した高電界絶縁設計の可能性を模索した。ナノ・マイクロ複合フィラーによるコンポジット試料を作製することで、熱伝導性と電気絶縁性の双方を同時に向上できると確証することができた。