ガス化合物添加による貫通孔型ポーラス金属の製法開発と電子・医療機器材料への応用

添加气态化合物的通孔多孔金属制造方法的开发及其在电子和医疗器械材料中的应用

• 批准号: 21656174
• 负责人: 中嶋 英雄
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21656174/
• 关键词: ガス化合物; 水素化物; ポーラス金属; 一方向凝固; 気孔率; アルミニウム; 銅; 窒化物

従来のロータス型ポーラス金属は高圧水素ガスを用いた雰囲気中で金属を溶解・凝固させることによって作製されてきた。高圧ガス容器は高価であり取り扱いが面倒であり、水素は暴爆性ガスとして取り扱いにはリスクが伴う。この問題を克服するために、高圧ガスの代わりに水素化物などの粉末を溶融金属の添加し一方向凝固を行わせることによって良質なポーラス金属の作製を試みてきた。ガス化合物の溶融金属中での熱分解を利用してガス原子を解離させて、連続鋳造法を用いて長尺のロータス型ポーラス銅およびアルミニウムの作製に成功した。量産化製造を目指した、簡単で安全で低コスト化のロータス型ポーラス金属の製法確立は世界で初めてのものである。1.ロータス型ポーラス銅の作製0.1MPaのアルゴン雰囲気中で銅を溶解し移動速度を84mm/minにセットしてチタン水素化物粉末を一定時間間隔で添加することによって、長さ200mm以上の、気孔率32%のロータス型ポーラス銅を作製した。2.ロータス型ポーラスアルミニウムの作製0.01MPaの低圧のアルゴン雰囲気中でアルミニウムを溶解し7mm/minの低速の移動速度でチタン水素化物粉末を一定時間間隔で添加することによって、長さ300mm以上の、気孔率が35%程度のロータス型ポーラスアルミニウムの作製に成功した。3.ヒートシンクへの応用ロータス型ポーラス銅を用いて空冷ヒートシンクの熱伝達率の測定を行ったところ従来の溝型ヒートシンクに比べて冷却能が13倍も向上していることが見出された。空冷ヒートシンクにロータス型ポーラス金属が最適であることを実証することができた。

In the future, the metal will be dissolved and solidified in high pressure water. High pressure container is high pressure container, water element is explosive, water element is explosive, water element To overcome this problem, the high pressure solution of the hydrate powder is added to the molten metal solution, and the high pressure solution of the hydrate powder is added to the molten metal solution. The thermal decomposition of molten metal compounds was successfully carried out by using the atomic dissociation method and the reaction method. Mass production refers to simple, safe, low-cost, high-quality metal production methods established in the world 1. Preparation of copper of different types 0.1MPa, dissolution rate of copper of different types 84mm/min, addition rate of copper of different types 200mm or more, porosity 32%, preparation rate of copper of different types 84mm/min, addition rate of copper of different types at certain intervals. 2. The preparation of the powder was successful at a low pressure of 0.01 MPa, a low moving speed of 7mm/min, and a certain interval of time between the addition of the powder and the addition of the powder. 3. The measurement of the heat transfer rate of copper in air cooling system is 13 times higher than that of copper in cooling system. Air cooling is the most suitable method for metal cooling.

项目成果

Fabrication, properties, and applications of porous metals with directional pores.

• DOI: 10.2183/pjab.86.884
• 发表时间: 2010
• 期刊: Proceedings of the Japan Academy. Series B, Physical and biological sciences
• 作者: Nakajima H

Fabrication of Porous Metals with Directional Pores through Solidification of Gas-dissolved Melt

通过气溶熔体凝固制备具有定向孔的多孔金属

• 发表时间: 2009
• 期刊: Mater.sci.forum 620-622
• 作者: H.Nakajima;T.Ide;S.Y.Kim
• 通讯作者: S.Y.Kim

Fabrication of Lotus-type Porous Copper through Thermal Decomposition of Titanium Hydride

氢化钛热分解法制备莲花型多孔铜

• 发表时间: 2009
• 期刊: J.Phys.Conf.Ser. 165
• 作者: T.Ide;H.Nakajima
• 通讯作者: H.Nakajima

Heat Transfer Capacity of Lotus-type Porous Copper Heat Sink for Air Cooling

• DOI: 10.1299/jtst.5.222
• 发表时间: 2010-01-01
• 期刊: JOURNAL OF THERMAL SCIENCE AND TECHNOLOGY
• 影响因子: 1.2
• 作者: Chiba, Hiroshi;Ogushi, Tetsuro;Nakajima, Hideo
• 通讯作者: Nakajima, Hideo

Fabrication of Lotus-type Porous Magnesium through Thermal Decomposition of Magnesium Hydride

氢化镁热分解制备莲花型多孔镁

• 发表时间: 2009
• 期刊: Journal of Physics : Conference Series 165
• 作者: M.Tane;H.Nakajima
• 通讯作者: H.Nakajima