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高熱伝導樹脂の設計・開発《普及版》

出版社：	シーエムシー出版
著者：	伊藤雄三(監修)
発行日：	2023-11-10
分野：	その他 > 技術・工学
ISBN：	9784781317120
電子書籍版：	2023-11-10 （普及版第1刷）

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3,520 円(税込)

商品紹介

2016年刊「高熱伝導樹脂の設計・開発」の普及版。高分子の熱伝導現象、熱伝導率の測定方法、高分子そのものの高熱伝導化、応用分野での放熱設計等について解説した1冊。

表紙
はじめに
普及版の刊行にあたって
執筆者一覧
目次
【第I編熱伝導理論と熱分析法】
第1章高分子材料の熱伝導現象の基礎
1 緒言
2 熱伝導の基礎
2.1 熱伝導率の定義 ( Fourierの法則 )
2.1.1 1次元
2.1.2 3次元
2.2 熱伝導率と物質定数との関係 ( Debyeの式 )
2.3 電子による熱伝導とフォノンによる熱伝導
2.3.1 電子による熱伝導
2.3.2 ヴィーデマン - フランツの法則 ( Wiedemann - Franz law )
2.3.3 様々な物質の熱伝導率
2.4 熱伝導率を決める因子, 定圧体積比熱, フォノンの速度, 平均自由行程
2.5 平均自由行程を決める因子, 静的散乱と動的散乱
2.5.1 フォノンの静的散乱
2.5.2 フォノンの動的散乱
2.6 Boltzmannの輸送方程式によるフォノンフォノン散乱を考慮した熱伝導率の定量的解析
3 高分子の熱伝導
3.1 高分子の熱伝導の特徴
3.2 高分子の高次構造と熱伝導率
3.2.1 結晶性と熱伝導率
3.2.2 分子配向と熱伝導率
4 高熱伝導高分子
4.1 高分子の高熱伝導化のメカニズム
4.1.1 絶縁性と高熱伝導の両立
4.1.2 高分子の熱伝導率の理論限界 - ポリエチレン結晶の熱伝導率の理論解析 -
第2章高分子材料の高熱伝導化技術と最近のトレンド
1 高放熱性高分子材料への期待
2 高分子自身の高熱伝導化
3 高分子材料の複合化による熱伝導率の向上
3.1 複合材料の熱伝導率に与える影響因子とそれを踏まえた高熱伝導化方法
3.2 従来から行われている改善方法
3.2.1 ファイバー状および板状の充填材の使用
3.2.2 充填材の粒度分布の工夫
3.2.3 充填材の連続体形成量の増大
3.3 最近開発された改善方法
3.3.1 充填材の連続体形成量をさらに増大するために充填材を連続相に
3.3.2 充填材の接触面を増大し, 完全な連続相に
3.3.3 ダブルパーコレーションの利用
3.3.4 多種の粒子の利用
3.3.5 複合液晶性高分子材料の熱伝導率
3.3.6 カーボン系フィラーの利用
4 応用分野と将来性
第3章熱伝導率・熱拡散率測定装置の使用法と応用事例
1 はじめに
2 バルク材料の測定方法
2.1 各測定方法の説明
2.2 測定事例
3 基板上の薄膜材料の測定方法
4 おわりに
第4章高分子材料の熱伝導率の分子シミュレーション技術
1 はじめに
2 各種材料の熱伝導性
3 結晶のデバイ理論
4 熱伝導率の分子シミュレーション技術
5 解析事例
6 おわりに
【第II編高分子の高熱伝導化】
第1章エポキシ樹脂の異方配向制御による高熱伝導化
1 はじめに
2 メソゲン骨格エポキシ樹脂の特徴と局所配列構造を持つエポキシ樹脂の熱伝導性
3 巨視的な異方配列構造を持つエポキシ樹脂の熱伝導性
4 低融点型液晶性エポキシ樹脂の熱伝導性
5 配列構造形成を利用した高熱伝導コンポジットの調製
第2章ベンゾオキサゾール基含有サーモトロピック液晶性ポリマー
1 電気絶縁性・高熱伝導性樹脂材料の必要性
2 ポリベンゾオキサゾール ( PBO ) 繊維の熱伝導性と放熱フィルムへの適用の可能性
3 ベンゾオキサゾール ( BO ) 基を含む高分子系
3.1 長鎖アルキレン基含有PBO
3.2 BO基をペンダントしたポリメタクリレート ( 側鎖型PBO )
3.3 BO基含有ジアミンとビスエポキシドの熱硬化物
4 液晶性エポキシ樹脂に残された問題と課題
第3章断熱材から伝熱材へ～ナノセルロースの挑戦～
1 はじめに
2 ナノセルロースと紙
3 セルロースの伝熱特性
4 ナノセルロースの調製
5 NCシートと繊維構造
6 NCシートの熱伝導特性
7 NCシートを骨格とする透明熱伝導フィルム
8 おわりに
【第III編フィラーの高熱伝導化】
第1章高熱伝導性と高耐水性を両立するAlNフィラー皮膜の設計
1 はじめに
2 AlN表面へのα - Al2O3皮膜層の形成
3 AlN表面へのα - Al2O3 / 有機ハイブリッド皮膜層の形成
4 ハイブリッド皮膜AlNフィラーの熱伝導率の予測
5 おわりに
第2章高熱伝導AlNフィラーFAN - fシリーズ
1 はじめに
2 古河電子フィラーについて
2.1 FAN - fシリーズ
2.2 製法概略
2.3 各グレード概略
2.3.1 FAN - f80 - A1 ( 以下f80 )
2.3.2 FAN - f30 - A1 ( 以下f30 )
2.3.3 FAN - f50 - A1 ( 以下f50 )
2.3.4 FAN - f05 - A1 ( 以下f05 )
3 AlNの課題
3.1 耐水性
3.2 古河電子での水和対策
3.3 表面処理
4 古河電子でのフィラー用途開発取組み
5 おわりに
第3章 Al / AlNフィラー ( TOYAL TecFiller ( R ) )
1 TOYAL TecFiller ( R ) について
2 アルミニウムフィラー
2.1 金属の熱伝導
2.2 アルミニウム熱伝導フィラー
2.3 TOYAL TecFiller TFHシリーズ
3 窒化アルミニウムフィラー
3.1 窒化アルミニウムの熱伝導
3.2 窒化アルミニウムの製造方法
3.3 窒化アルミニウム熱伝導フィラー
3.4 TOYAL TecFiller TFZシリーズ
第4章熱伝導フィラー用マグネシウム化合物
1 はじめに
2 熱伝導フィラー用酸化マグネシウム
2.1 酸化マグネシウムの一般特性
2.2 耐水性・耐酸性の改善
2.3 応用特性例
3 熱伝導フィラー用無水炭酸マグネシウムについて
3.1 炭酸マグネシウムの一般特性
3.2 合成マグネサイト
3.3 応用特性例
4 最後に
第5章高熱伝導性コンポジット用h - BN剥離フィラー
1 はじめに
2 低充填量でのコンポジットの高熱伝導化を可能とするフィラーの形状
3 機械的プロセスを利用した高アスペクト比のh - BN剥離フィラーの開発
4 剥離h - BNフィラーがおよぼすコンポジットの熱伝導率, 機械特性および成形性への影響
5 おわりに
第6章単層カーボンナノチューブの凝集構造制御と複合体への応用
1 はじめに
2 SWNTナノフィラー
3 SWNTナノフィラーを用いたPVAとの複合体フィルムの作製とその構造評価
4 複合体フィルムの物性評価
4.1 力学物性
4.2 熱物性
5 延伸フィルムの物性評価
5.1 力学物性
5.2 熱物性
6 延伸複合体フィルム中のSWNTナノフィラーの配向
7 まとめ
【第IV編コンポジット材料の高熱伝導化】
第1章高放熱ナイロン6樹脂
1 はじめに
2 高熱伝導率フィラー
3 高放熱ナイロン6樹脂の概要
3.1 高放熱ナイロン6樹脂の特性
3.2 高放熱ナイロン6樹脂の成形加工性
3.3 耐衝撃グレードの開発
4 高放熱ナイロン6樹脂の放熱性
4.1 ヒートシンクでの放熱性評価
4.2 金属との一体成形
5 採用事例
6 おわりに
第2章高熱伝導高分子複合材料設計のための微構造制御
1 はじめに
2 複合粒子作製と微構造設計
2.1 複合粒子作製
2.2 微構造設計
2.3 静電吸着複合法の利点
3 複合材料の設計指針
3.1 h - BN - PMMA複合粒子設計
3.2 h - BN - PMMA複合材料の作製
3.3 パーコレーション構造および配向構造
4 おわりに
第3章セルロースナノファイバー / h - BN複合絶縁性放熱材
1 はじめに
2 CNFの製造およびその特性について
3 表面エステル化修飾CNFの一段階調製法について
4 アセチル化修飾CNFをマトリックスとした複合化放熱材
4.1 複合化放熱材のマトリックスとするCNFのメリット
4.2 Acetyl - CNFをマトリックスとした複合化放熱材の作製と評価
5 おわりに
第4章単層カーボンナノチューブの複合化によるゴムの熱伝導性向上
1 緒言
2 CNTを用いた柔らかく熱伝導性の高い材料開発
2.1 CNTの熱伝導率
2.2 CNT / CFハイブリッド材料
2.3 熱伝導材料としてのCNTの分散処理
3 まとめ
第5章 CNT分散構造制御による絶縁樹脂の高熱伝導化技術
1 はじめに
2 樹脂の高熱伝導化技術
2.1 従来手法 - 無機系熱伝導性フィラーの配合 -
2.2 新規手法 - マトリックス樹脂の高熱伝導化 -
2.2.1 樹脂の分子構造制御技術 - 液晶性分子骨格の導入 -
2.2.2 高熱伝導性と高絶縁性を両立する新規CNT分散構造モデルと材料創製
2.2.3 CNT分散構造制御PPS系複合体の熱伝導性と絶縁性
2.2.4 新規手法の応用
3 おわりに
第6章 CARMIX熱拡散シート
1 はじめに
2 「CARMIX熱拡散シート」各グレードの特徴
2.1 グレードと基本物性
2.2 各グレードの特長
2.3 構造
2.4 表面加工
2.5 性能比較
2.5.1 ヒーターを用いた放熱テスト
2.5.2 ヒートシンクとして比較
3 まとめと今後の展開
【第V編応用別放熱設計】
第1章パワーエレクトロニクス機器の放熱設計と樹脂材料
1 パワーエレクトロニクス機器とその動向
1.1 パワーエレクトロニクスの課題
2 製品の熱設計の考え方と放熱部材としての樹脂
2.1 製品の熱設計の考え方
2.2 熱設計の原理
2.2.1 消費電力 ( 発熱量 ) の把握
2.2.2 目標熱抵抗の算出
2.2.3 エレクトロニクス製品の熱回路
2.3 樹脂材料に求められる絶縁性と熱伝導の両立性
3 パワーエレクトロニクス装置の熱設計例とその課題
3.1 太陽光発電システムとその熱設計例
3.2 パワーコンディショナーの構成
3.3 熱設計の例
3.4 実装構造上の課題
3.5 製品設計に必要な高熱伝導性材料の性能と樹脂の可能性
第2章次世代自動車のパワーモジュールにおける放熱設計と求められる樹脂材料
1 はじめに
2 HEV / PHEVに用いられるインバータ
3 インバータの放熱設計
4 求められる樹脂材料
5 おわりに
第3章 LED照明の放熱設計と求められる樹脂材料
1 白色LED照明と放熱技術
2 LED照明に用いられる樹脂材料
奥付

この書籍の参考文献

参考文献のリンクは、リンク先の都合等により正しく表示されない場合がありますので、あらかじめご了承下さい。

本参考文献は電子書籍掲載内容を元にしております。

【第I編熱伝導理論と熱分析法】

P.15 掲載の参考文献

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4) 永井俊次郎ほか, 第65回高分子学会年次大会, 2781(2014)

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6) Y. Agari et al., J. Appl. Polym. Sci., 49, 1625(1993)

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4) W. J. Parker et al., J. Appl. Phys., 32, 1679(1961)

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【第II編高分子の高熱伝導化】

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6) F. Hojo et al., J. Ceram. Soc. Jpn., 119, 601(2011)

7) Y. Shimazaki et al., Appl. Phys. Lett., 92, 133309(2008)

8) Y. Shimazaki et al., Appl. Mater. Interfaces, 1, 225(2009)

9) K. Sato et al., J. Mater. Chem., 20, 2749(2010)

10) S. Li et al., Thermochim. Acta, 523, 111(2011)

11) H. Y. Ng et al., Polym. Compos., 26, 778(2005)

12) K. Wattanakul et al., J. Compos. Mater., 45[19], 1967(2010)

13) T. Li & S. L. Hsu, J. Phys. Chem. B, 114, 6825(2010)

14) B. L. Zhu et al., J. Appl. Polym. Sci., 118, 2754(2010)

15) E. Lee et al., J. Am. Ceram. Soc., 91, 1169(2008)

16) Z. Shi et al., Appl. Phys. Lett., 95, 224104(2009)

17) W. Jiajun & Y. Xiao-Su, Compos. Sci. Technol., 64, 1623(2004)

18) G. A. Slack et al., J. Phys. Chem. Solids, 48, 641(1987)

19) S. Kume et al., J. Am. Ceram. Soc., 92, S153(2009)

20) S. Fukumoto et al., J. Mater. Sci., 35, 2743(2000)

21) M. Egashira et al., J. Am. Ceram. Soc., 77, 1793(1994)

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25) S. Tanaka et al., J. Ceram. Soc. Jpn., 122, 211(2014)

26) Y. K. Park et al., Materials Transactions, 49, 2781(2008)

P.108 掲載の参考文献

1) D. A. G. Bruggeman, Ann. Physik, 24, 636(1935)

2) 特開2012-72364

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4) Y. Nagai & G. C. Lai, J. Ceram. Soc. Jpn., 105(3), 197(1997)

P.123 掲載の参考文献

1) Y. Hu et al., Compos. Sci. Technol., 124, 36(2016)

2) C. P. Wong et al., J. Appl. Polym. Sci., 74, 3396(1999)

3) C. Y. Hsieh et al., J. Appl. Polym. Sci., 102, 4734(2006)

4) E. S. Lee et al., J. Am. Ceram. Soc., 91, 1169(2008)

5) Y. Xu et al., Compos. Part A Appl. S., 32, 1749(2001)

6) H. Ishida et al., Thermochim. Acta, 320, 177(1998)

7) K. Sato et al., J. Mater. Chem., 20, 2749(2010)

8) L. E. Nielsen, Ind. Eng. Chem. Fundam., 13, 17(1974)

9) Y. Shi et al., Nano Lett., 10, 4134(2010)

10) Y. Hernandez et al., Nat. Nanotechnol., 3, 563(2008)

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14) Y. Tominaga et al., Ceram. Int., 41, 10512(2015)

P.133 掲載の参考文献

1) S. Berber et al., Phys. Rev. Lett., 84, 4613(2000)

2) J. P. Lu, Phys. Rev. Lett., 79, 1297(1997)

3) A. Thess et al., Science, 273, 483(1996)

PubMed

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5) T. Uchida et al., Polym. Prepr. Jpn., 60(2), 3414(2011)

6) T. Uchida et al., Polym. Prepr. Jpn., 61(2), 4141(2012)

7) T. Uchida et al., Polym. Prepr. Jpn., 62(1), 1483(2013)

8) 内田哲也, 大本崇弘, カーボンナノチューブ集合体及びその製造方法, 特開2014-122155, 平24. 11. 26

9) Y. Saito et al., J. Phys. Chem., B104, 2495(2000)

10) A. R. Bhattacharyya et al., Polymer, 44, 2376(2003)

【第IV編コンポジット材料の高熱伝導化】

P.144 掲載の参考文献

1) 飛田雅之, 成形加工, 15(12), 788(2003)

2) 古川幹夫, プラスチックスエージ, 55(10), 51(2009)

3) 古川幹夫, 熱伝導率・熱拡散率の制御と測定評価方法, S&T出版(2009)

4) 古川幹夫, Material Stage, 11(8), 44(2010)

5) 伊藤顕, 月間ディスプレイ, 18(8), 53(2012)

6) 正鋳夕哉, プラスチックスエージ, 62(10), 64(2016)

P.152 掲載の参考文献

1) Y. Xu et al., Composites Part A, 32, 1749(2001)

2) A. Shimamura et al., J. Ceram. Soc. Jpn., 123, 908(2015)

3) C. Y. Hsieh & S. L. Chung, J. Appl. Polym. Sci., 102, 4734(2006)

4) E. S. Lee et al., J. Am. Ceram. Soc., 91, 1169(2008)

5) 武藤浩行, 羽切教雄, ケミカルエンジニアリング, 57, 456(2012)

6) 小田進也ほか, 粉体および粉末冶金, 63, 311(2016)

7) 横井敦史ほか, セラミックス, 51, 381(2016)

8) 武藤浩行, 羽切教雄, セラミックス, 47, 608(2012)

9) R. K. Iler, J. Colloid Interface Sci., 21, 569(1966)

10) G. Decher et al., Thin Solid films, 210-211, 831(1992)

11) G. Decher, Science, 277, 1232(1997)

12) K. Ariga et al., Phys. Phys. Chem. Phys., 9, 2319(2007)

13) K. Liang et al., Adv. Mater., 26, 1901(2013)

14) P. Schuetz & F. Caruso, Colloids Surf. A, 207, 33(2002)

P.161 掲載の参考文献

1) 竹澤由高, 日立化成テクニカルレポート, No.53(2009-10)

2) 辻雅仁, 川平哲也, 新神戸テクニカルレポート, No.19(2009-2)

3) H. P. S. Abdul Khalil et al., Carbohydr. Polym., 99, 649(2014)

4) 近藤哲男, 木材学会誌, 54, 107(2008)

5) J. Y. Zhu et al., Green Chem., 13, 1339(2011)

6) (a)磯貝明, 高分子, 58, 90(2009)

7) 盤指豪, 特開2013-253200

8) 斉藤継之, 磯貝明, Cellulose Commun., 14, 62(2007)

9) 河崎雅行, Cellulose Commun., 17, 121(2010)

10) 中坪文明, 生物が創り出すナノ繊維, p. 1, Nanocellulose Symposium 2013, Kyoto, Japan, February 27, 2013

11) L. Lin et al., RSC Adv., 14379(2013)

12) 山口日出樹, 林蓮貞, 特許第5676860号

13) 金成克彦, 高分子, 26, 557(1977)

14) 花ヶ崎裕洋ほか, 広島県立西部工業技術センター研究報告, 49, 70(2006)

(b)磯貝明, 柴田泉, 繊維と工業, 57, 163(2001)

P.171 掲載の参考文献

1) N. Kondo et al., e-J. Surf. Sci. Nanotechnol., 4, 239(2006)

2) S. Berber et al., Phys. Rev. Lett., 84, 4613(2000)

3) M. Akoshima et al., Jpn. J. Appl. Phys., 48, 05EC07(2009)

4) H. Hiroshi & T. Minoru, Int. J. Eng. Sci., 24, 1159(1986)

5) K. Hata et al., Science, 306, 1362(2004)

P.179 掲載の参考文献

1) 技術情報協会編, 電子機器・部品用放熱材料の高熱伝導化および熱伝導性の測定・評価技術, 技術情報協会(2003)

2) 竹澤由高監修, 高熱伝導性コンポジット材料, シーエムシー出版(2011)

3) M. Akatsuka & Y. Takezawa, J. Appl. Polym. Sci., 89, 2464(2003)

4) 吉原秀輔, プラスチックスエージ, DEC. 12, 92(2012)

5) D. A. G. Bruggeman, Ann. Phys., 24, 636(1935);25, 645(1936)

6) T. Morishita et al., J. Mater. Chem., 21, 5610(2011)

7) M. Sumita et al., Polymer Bulletin, 25, 265(1991)

8) Y. J. Li & H. Shimizu, Macromolecules, 41, 5339(2008)

9) 森下卓也ほか, 第60回高分子討論会予稿集, 60, 2504(2011)

10) G. Wu et al., Macromolecules, 35, 945(2002)

【第V編応用別放熱設計】

P.206 掲載の参考文献

1) IPCC(気候変動に関する政府間パネル)第5次評価報告書第3作業部会報告書(2014)

2) 環境省環境対応車普及方策検討会資料(2012)

3) 経済産業省製造産業局自動車課, 自動車産業戦略2014(2014)

4) 一般社団法人日本自動車販売協会連合会統計データ(2015)

5) 2016年版HEV, EV関連市場徹底分析調査, 富士経済(2016)

6) 西尾章ほか, 三菱重工技報, 40(5), 266(2003)

7) モーターファン別冊「新型プリウスのすべて」, 三栄書房(2015)

8) モーターファン別冊「モータファンイラストレーテッド」, 37, 三栄書房(2009)

9) 平野尚彦ほか, デンソーテクニカルレビュー, 16, 30(2011)

10) SiC 半導体/デバイス事業化・普及戦略に係わる調査研究, NEDO調査研究報告書(2004)

11) 高橋昭雄, ネットワークポリマー, 33(1), 34(2012)

P.212 掲載の参考文献

1) 日本照明工業会報, No. 20, p. 118(2016)

2) T. Oono et al., Proc. 8th Lighting Conference of CJK, p. 43(2015)

3) LED照明技術推進協議会, LED照明ハンドブック第1版, p. 59, 日刊工業新聞社(2008)

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高熱伝導樹脂の設計・開発《普及版》

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目次

この書籍の参考文献

【第I編 熱伝導理論と熱分析法】

【第II編 高分子の高熱伝導化】

【第III編 フィラーの高熱伝導化】

【第IV編 コンポジット材料の高熱伝導化】

【第V編 応用別放熱設計】

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【第I編熱伝導理論と熱分析法】

【第II編高分子の高熱伝導化】

【第III編フィラーの高熱伝導化】

【第IV編コンポジット材料の高熱伝導化】

【第V編応用別放熱設計】