画像支援による高熱伝導率傾斜機能基板材料の開発

图像辅助开发高导热率功能梯度基底材料

• 批准号: 10123205
• 负责人: 太田 弘道
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Ibaraki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10123205/
• 关键词: 傾斜機能材料; 有限要素法; パーコレーション; 熱伝導率

傾斜機能材料の組織構造のモデル化を行い、コンピュータによるシミュレーションを実施し、そのモデルを用いた有限要素法による物性値の予測を行った。組織構造のモデル化を行うにあたって共晶接合法めような相変態を利用した作成法を想定して拡張体積率の概念を導入し、分散相の核成長過程を考慮した方法を検討した。核生成と成長過程の条件を仮定し、計算ステップ毎の分散相の配置を求めた。有限要素法で計算をするために四角形要素に分割し、分散相の要素数を全体の要素数で割って分散相の体積分率を求めた。体積分率の時間変化は、初期には体積分率の増加率は小さく中期には大きく増加し終期には飽和していくものであった。分散相の配置から体積分率60%程度でパーコレーションが生じていた。次に有限要素法を用い各モデルの熱伝導率を計算した。計算には汎用の有限要素法プログラムを用い、分散相と母相の熱伝導率比を100として定常熱伝導と非定常熱伝導について計算を行った。定常熱伝導は離れた各面の温度を別々に一定に保ち定常状態における試料中の熱流束を求め、有効熱伝導率の値を求めた。非定常熱伝導は試料の片面に短時間で一定の熱量を与え、反対面の平均温度応答曲線からt_<1/2>法によって見かけの熱拡散率を求め、この値から見かけの熱伝導率を導出した。低体積分率では熱伝導率は小さいが、パーコレーション領域を過ぎると急激に値が増加した。また、低体積分率の場合には見かけの熱伝導率と有効熱伝導率との間には差がほとんどなかったが、パーコレーションが生じる体積分率60%付近から、見かけの熱伝導率は有効熱伝導率よりも小さくなった。このことは、非定常測定法の一つであるレーザーフラッシュ法による測定においては特にパーコレーション領域では組織形態によって問題があることを示唆していると思われる。

The structure of inclined functional materials is analyzed by finite element method. The structure and structure of the eutectic bonding method are discussed in detail. The conditions of nuclear formation and growth are determined, and the distribution of dispersed phases is calculated. The finite element method is used to calculate the volume fraction of the tetragonal elements, the number of elements of the dispersed phase, and the number of elements of the total dispersed phase. The volume fraction of time changes, the initial volume fraction of the increase rate of small, medium, large, increase, the final period of saturation Disposition of dispersed phase is about 60% by volume. Second, the finite element method is used to calculate the thermal conductivity of each cell. The calculation is based on the finite element method. The thermal conductivity ratio between the dispersed phase and the parent phase is 100. The calculation is based on the steady thermal conductivity and the unsteady thermal conductivity. The temperature difference of each surface of the steady state thermal conductivity is kept constant, and the heat flux in the sample is calculated. The unsteady thermal conductivity can generate a certain amount of heat on one side of the sample for a short period of time, and the average temperature response curve on the opposite side can be obtained by the t_<1/2> method. The thermal conductivity of this value can be obtained. Low volume fraction, low thermal conductivity, high thermal In the case of low volume fraction, the thermal conductivity of the material is reduced to 60% of the volume fraction. The method of determination of the non-steady state is to determine the structure and morphology of the sample.