研究開発された技術紹介

耐摩耗性に加え、高導電性を有するめっきが求められる中、国立大学法人名古屋工業大学の呉松竹教授により開発されたのが銀グラフェン複合めっきである。グラフェンはナノカーボン材料の一種で、導電率が銀よりも高く、他にも高い熱伝導率、優れた潤滑性と熱安定性など、多彩な特性を持つ。呉教授はこのグラフェンをノンシアン浴銀めっき被膜内に複合化することで、銀めっきの耐摩耗性を高めつつ、さらには導電率向上も可能とした。FCM株式会社ではこの銀グラフェン複合めっき技術を基に、工業化に向けシアン浴においても銀グラフェン複合めっきの導電性および耐摩耗性を向上させ、かつ、独自のめっき加工装置を開発し、連続めっき工法の確立に取り組んだ。

・銀めっきの高性能化
-高導電性及び耐摩耗性の両立
-金属で最も導電率が高い銀以上の導電率を実現

・シアン浴銀グラフェン複合めっき技術
-工業上の課題があるノンシアン浴に対し、めっき液の寿命が長く加工条件範囲が広いシアン浴での技術確立

・めっき条件の最適化によるグラフェン複合状態のコントロール
-各種めっき条件により、グラフェンを各特性に最適な複合状態へとコントロール

・連続めっき工法検討用装置の開発
-ビーカーサイズ検討結果を連続めっき加工で再現する専用装置の設計・製作

・電気接触抵抗の改善
-硬質銀めっきに対し24%の電気接触抵抗低減を達成
-光沢銀めっきに対し8%の改善を実現

・耐摩耗性の向上
-光沢銀めっきに対し摩耗痕深さを25%改善

・グラフェン複合化の確認
-エネルギー分散型X線分析装置による炭素濃度測定で複合化を定量的に確認

・統計分析による信頼性向上
-F検定およびt検定を導入し、評価結果の有意差を検証

・連続めっき工法の確立
-ビーカーサイズ検討結果を連続めっき加工で再現する技術を確立
-めっき槽内配管変更とノズル設置により液流れを最適化

論文：高導電・導熱性の厚膜Ag-Graphene複合めっき膜の創製およびその特性評価
著者：名古屋工業大学大学院　物理工学専攻　材料機能分野　大学院生（M2)　藤村　美吹

展示会出展：nanotech2023~継続中
　　　　　　メタルジャパン大阪2023～継続中

・電気自動車用充電コネクタ
-導電性向上により現行より大電流による充電が可能となり、充電時間の削減が期待される

・自動車用コネクタ部品
-摺動接点部品への適用
-耐摩耗性向上によるめっき厚低減、コストダウンが見込まれる

・電気接点用途全般
-高導電性と耐摩耗性を要求される電気接点部品への応用が期待される
-用途や目的に応じて高導電仕様と耐摩耗仕様を使い分けた提案が可能

大手コネクタメーカー等複数の企業に試作サンプルを提出、特性評価を実施中。
試作サンプルはビーカーサイズの個片品、連続めっき装置による長尺品どちらも対応。
コネクタ以外の接点部材メーカーからも問い合わせいただいている。
既存顧客以外にも展示会出展などを行い、研究成果物をアピール。

・純銀めっき以上の導電性
-グラフェンの複合により金属で最も導電率が高い銀よりも高い導電率を持つめっきを実現

・導電性だけでなく耐摩耗性向上も実現
-自己潤滑性を持つグラフェン複合により耐摩耗性の向上も実現

・充電時間の大幅短縮
-電気自動車用充電コネクタにおいて既存めっき品よりも大電流による充電を可能とし充電時間削減に貢献

・コスト削減効果
-耐摩耗性向上によりめっき厚低減が可能、コストダウンを実現

・工業化技術の確立
-ビーカーサイズから連続めっき加工への技術移転を成功、連続めっき試作対応も可能。

顧客に対し用途や目的に応じて、高導電仕様めっき条件と耐摩耗性仕様めっき条件を使い分けた提案を行っていく方針である。充電コネクタにおいては導電性向上による充電時間削減効果、自動車コネクタにおいてはめっき厚低減によるコストダウン効果をアピールし、優位性が活かされる製品への採用に向けたマーケティング活動を展開する。また、銀グラフェン複合めっきの耐摩耗性の向上並びに導電率との両立に向けて、引き続き技術開発を継続し、顧客ニーズとのマッチングにより事業化を推進していく計画である。

・導電性と耐摩耗性の両立
-導電性向上に最適なめっき条件と耐摩耗性に最適なめっき条件が異なるため、両特性を同時に満たす条件の確立が必要

・連続めっき工法の完全な技術移転
-ビーカーサイズ小規模検討結果を連続めっき装置で完全に再現するための更なる技術改良