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複合・新機能材料

回転バレル式窒化アルミニウム粉末製造装置による安価で高性能な窒化アルミニウム粉末の量産化

愛知県

中部高熱工業株式会社

2022年1月28日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 低コスト・球状窒化アルミニウム粉末並びに回転バレル式窒化アルミニウム粉末製造装置の開発
基盤技術分野 複合・新機能材料
対象となる産業分野 自動車、エレクトロニクス
産業分野でのニーズ対応 高機能化(新たな機能の付与・追加)、低コスト化
キーワード 球状率、凝集しにくい
事業化状況 事業化に成功し継続的な取引が続いている
事業実施年度 平成25年度~平成27年度

プロジェクトの詳細

事業概要

自動車制御回路の高性能化・情報家電電子機器の小型化が拡大するなか、部品の温度低下を目的として高熱伝導率材料が求められている。窒化アルミニウムは代表的な高熱伝導率材料だが、粉末製造時に粉末の焼結、破砕工程が必要な為コストアップ要因となっている。このため、原料であるアルミニウム粉末を低温で窒化処理し、且つ破砕工程を廃止する回転バレル式窒化アルミニウム製造装置を開発し、安価に製造する技術を確立する

開発した技術のポイント

球状率の向上と微細化を改善する可能性がある、回転バレル式窒化アルミニウム粉末製造装置を新たに開発し安価で高性能な窒化アルミニウム粉末の量産化


(新技術)
粒径制御された原料粉末を回転バレル式により揺動させながら窒化処理を行う粉末製造装置

(新技術の特徴)
安価で高性能な窒化アルミニウム粉末の量産化を実現

具体的な成果

・原料粉末球状化の向上については、良好な粉末形状(球状度)を達成するための雰囲気ガスの管理値を確立し、粉末形状への雰囲気ガスの種類による差異はないことを見出し、本課題の目的を達成した。
・生成した粉末をXRD・EPMAにて回析・分析し、窒化されていることを確認、可視化モデルで粉末の挙動を確認し、内部容器の形状、真空排気・窒素ガス噴入口を決定した
・この結果をもとに回転バレル式窒化試作装置を製作した。20μm、球状率70%の窒化アルミニウム粉末を確認し目標を達成した
・窒化アルミニウム粉末の樹脂への添加量を4水準(0wt%、10wt%、20wt%、30wt%)のフィラー材を作製し、練り込み性については粉末の添加量が30wt%でも問題はないことを確認、また、窒化アルミニウム粉末を練り込んだ樹脂の熱伝導率測定を行った

研究開発成果の利用シーン

各種デバイス(自動車制御回路、LEDヘッドランプ、情報家電電子機器等)

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

現状2件の引き合い
①窒化アルミニウム粉末及び樹脂練り込み性に関する問合せ⇒フリージアマクロス
②製造炉に関する問合せ⇒浅田化学工業

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、製品製造

製品・サービスのPRポイント

・目標コスト:¥5,000/kg(高品質品)⇒従来の1/4、低コスト化
・形状:球状率70%⇒錬り込み性向上、製品の高機能化
・粒径:20μm⇒フィラーに最適サイズ、分散性向上・製品の高機能化

今後の実用化・事業化の見通し

・ヒカリ素材工業株式会社:
‐現状の歩留り、及び設備稼働率ではコスト的にまだ不十分であり、20μm以下の粉末は窒化アルミ用として使用し、20μm以上のものは他用途として販売することにより、採算が取れる状態で事業展開を行う
‐さらに今回の微細化技術を用いることにより、他の金属材料などへも応用ができる為、20μm以下の粉末は様々なフィラー材として展開していく予定である
・中部高熱工業株式会社:
‐アドバイザー企業へはサンプルを提供して評価・アドバイスを依頼し、部品としての優位性をPR、商社にも依頼してグローバルな販売ネットワークを検討する
‐窒化アルミニウム粉末の粒径・形状に関してもコスト面、品質面から検討して、用途に応じて対応できるような体制を構築し、自動車業界以外にも、放熱が必須となっているLEDの放熱部材への展開などを検討していく

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 中部高熱工業株式会社 豊田出張所
事業管理機関 一般財団法人ファインセラミックスセンター
研究等実施機関 ヒカリ素材工業株式会社
学校法人トヨタ学園豊田工業大学
一般財団法人ファインセラミックスセンター

サポイン事業者 企業情報

企業名 中部高熱工業株式会社(法人番号:3180001098427)
事業内容 はん用機械器具製造販売 工業用炉
社員数 30 名
生産拠点 豊田市寿町37番地の1
本社所在地 〒490-1211 愛知県豊田市寿町3丁目37番地の1
ホームページ https:/www.ckk.co.jp/
連絡先窓口 技術部 尾関 博光
メールアドレス hiromitu_ozeki@ckk.co.jp
電話番号 0565-27-6822