研究開発された技術紹介

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

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

・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

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)

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

・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

・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