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

基本信息

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

项目摘要

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。

通过使用高压氢气将金属溶解和凝固在大气中，已经产生了常规的莲花型多孔金属。高压气体容器昂贵且繁琐处理，并且氢作为爆炸气是有风险的。为了克服这个问题，我们试图通过将熔融金属添加到氢化物而不是高压气体并引起单向固化中来产生高质量的多孔金属。使用熔融金属中气体化合物的热解取消气体原子，并使用连续的铸造方法成功生产气体，以产生长的莲花型多孔铜和铝。这是世界上第一次为简单，安全和低成本效益的制造方法建立了用于批量生产产品的制造方法。 1。莲花型多孔铜的制备：莲花型多孔铜，长度为200 mm或更多，孔隙率为32％，通过将铜溶解在0.1 MPa的氩气气氛中，将移动速度设置为84 mm/min/min/min，并在常规时间内部添加钛液化液。 2。通过将铝溶解在0.01mpa的低压氩气气中，以7mm/min的低移动速度以7mm/min的恒定时间间隔溶解荷花型多孔铝，我们成功地产生了Lotus-type型铝，并具有300mm的长度，其长度为300mm或更高或更高的35％。 3。在散热器上的应用：使用Lotus型多孔铜来测量气冷散热器的传热系数，发现冷却能力比常规的凹槽散热器高13倍。已经证明，荷花型多孔金属是气冷散热器的最佳选择。

项目成果

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专著数量（0）

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专利数量（0）

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 Copper through Thermal Decomposition of Titanium Hydride

氢化钛热分解法制备莲花型多孔铜

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
J.Phys.Conf.Ser. 165
影响因子：
0
作者：
T.Ide;H.Nakajima
通讯作者：
H.Nakajima

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

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
Mater.sci.forum 620-622
影响因子：
0
作者：
H.Nakajima;T.Ide;S.Y.Kim
通讯作者：
S.Y.Kim

Recent Advances in the Research on Cellular Metals in Asia(Plenary Lecture)

亚洲细胞金属研究最新进展（全体报告）

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
H.Nakajima;M.Tane;S.Suzuki;T.Ikde;S.Ueno
通讯作者：
S.Ueno

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

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
Journal of Physics : Conference Series 165
影响因子：
0
作者：
M.Tane;H.Nakajima
通讯作者：
H.Nakajima

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まちなかの居場所の存在が地域との関係性や生活の質に与える影響に関する研究

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DOI：
发表时间：
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影响因子：
0
作者：
河野慎平;他17名;中嶋英雄;川村竜之介・谷口綾子
通讯作者：
川村竜之介・谷口綾子

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DOI：
发表时间：
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期刊：
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影响因子：
0
作者：
仲村龍介;李正九;森博太郎;中嶋英雄;桐原聡秀;S. Kirihara;R.Nakamura;S. Kirihara;K. Kishida;桐原聡秀;R.Nakamura;K. Kishida
通讯作者：
K. Kishida

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发表时间：
2007
期刊：
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影响因子：
0
作者：
仲村龍介;李正九;森博太郎;中嶋英雄;桐原聡秀;S. Kirihara;R.Nakamura;S. Kirihara;K. Kishida;桐原聡秀;R.Nakamura;K. Kishida;桐原聡秀;R.Nakamura;T. Kosho;桐原聡秀;桐原聡秀;R.Nakamura;K. Kishida
通讯作者：
K. Kishida