異種素材を融合させて新たな材料を創出する「複合化」
当社の金属基複合材の製法
ー 世界トップクラスの溶湯鍛造技術
ー 世界トップクラスの溶湯鍛造技術
・「強化材」に「マトリックス材(溶けた金属)」を供給し、高圧で含浸・複合化する。
・ 単一材料および他工法での複合材では得られない機能・物性・特性を付与することが可能
強化材 (グラファイト/セラミックス/金属)
- セラミックス(アルミナ/炭化ケイ素/窒化ケイ素/ ホウ酸アルミニウム)
- 金属粉末( シリコンなど)
- グラファイト (等方性/異方性カーボンなど)
- 状態 (粒子・ウィスカー・短繊維・長繊維・多孔質体など)
マトリックス材(金属)
- アルミニウム(AC材・ADC材・展伸材)
- 銅・マグネシウム・ニッケルなど
当社の複合材料
New ACM-H1 / H2
概要
- アルミニウムとグラファイトの複合材料で、これまでにない新材料
- 熱伝導性はダイヤモンドに次ぐ水準で銅より高く、かつ熱膨張がセラミックス並みに小さくバランスの取れた新材料
- 要求されるニーズに合わせて、熱伝導、熱膨張、強度など、物性値を任意に設計することも可能
特徴
- 熱伝導性： 銅の1.2倍の熱伝導性を保有
- 熱膨張率： 銅の約1/5でセラミックス並みに小さい
- 強度（曲げ強度）: グラファイトの2.5倍
- 軽量： 密度が銅の1/4以下、アルミより小さい
用途
- アルミニウム・銅の代替 （ヒートスプレッダー）
- 基板用熱拡散材料： セラミック系基盤の下に敷き、Al-SiCの代替として熱拡散用ヒートスプレッダーに最適
New ACM-H3
概要
- アルミニウムとグラファイトの複合材料で、これまでにない新材料
- 剛性が123GPaと銅を上回り、熱膨張係数が銅の約1/2
- アルミニウムと銅のメタル基板より優れた新材料： 銅よりも軽く、アルミニウムより強度があり、チタン並みの熱膨張率をもち、熱伝導率を含めてバランスの良い新材料
- 要求されるニーズに合わせて、熱伝導、熱膨張、強度など、物性値を任意に設計することも可能
特徴
- 軽さは銅の１/３、アルミニウムと同等
- ヤング率はアルミニウムの1.5倍
- 熱膨張性はチタンと同等: 8ppm/K
- 熱伝導性は純アルミニウム以上：256W/m・K
- 熱伝導性、低熱膨張性で異方性が小さい
用途
- アルミニウム・銅の代替 （ヒートスプレッダー）
- 高剛性放熱構造部材 （サブヒートスプレッダー、ヒートスプレッダー、ヒートシンク等）
- 車載に対応できる高剛性を有した材料
New ACM-H4 / H5
概要
- これまでにない新材料：アルミニウムとグラファイトの複合材料
- 従来材には無い特性バランスがある新材料：セラミックス／アルミ基
- 板と同程度の高熱伝導でかつセラミックス並みの低熱膨張
- 放熱部材以外にも使用用途が広がる新材料：高強度、高ヤング率
- 加工性に優れた新材料：通常の加工工具での加工が可能
特徴
- 熱伝導性：高熱伝導セラミックス／Al基板と同等
- 熱膨張率：高熱伝導セラミックス／Al基板と同等
- 強度（曲げ強度）：グラファイトの2倍以上
- 加工性：ハイス、超硬工具で加工可能
- 要求されるニーズに合わせて、熱伝導、熱膨張、強度など、物性値を任意に設計することも可能
用途
- アルミニウム、銅の代替（ヒートスプレッダー）
- 基板用熱拡散材料：セラミックス系基板の下に敷きAlSiC代替
- グラファイトの代替、放熱低熱膨張治具、大型部品にも対応可能
AC-Alox
概要
- アルミニウム/アルミナの複合材
- アルミニウム並みの軽さで、鋳鉄以上のヤング率
- 優れた振動減衰性
特徴
- 真空環境下(中真空10⁻¹Pa以下)で採用実績あり
- 半導体製造装置クリーニングフッ素ガス耐性あり
- 切削加工が可能
- 表面処理が容易（無電解Niめっき等）
用途
- FPD製造装置用リフターピン
採用理由：ガラスを傷つけない、耐フッ素ガス - 半導体計測装置用可動ステージ
採用理由：軽量高剛性、優れた振動減衰性
加工サンプル
組織写真(光学顕微鏡観察写真)
AC-Albolon
概要
- セラミックスとアルミニウムの複合材料、アルミニウム合金並みの軽さで、鉄材並みのヤング率や熱膨張率の特性を持つ
- アルミニウムの「軽さ」と鋳鉄「強度」を両立する新素材
- 切削加工性に優れ、複雑形状への加工が可能
特徴
- アルミと同等の軽量性
- 鋳鉄並みの引張強度、ヤング率、熱膨張率
- 回転体・高速駆動部品に最適な素材で強度保った部材の軽量化により、システムの小型化を実現しコスト削減を可能
- 振動減衰性に優れている
用途
電子デバイス製㐀装置部品
圧縮機用可動スクロール
AC-Alsic
概要
SiC(炭化ケイ素)とアルミニウムの複合材料です。機械的強度(特に剛性/ヤング率)が特に高く、密度はアルミニウム並みに軽いため、比剛性が非常に高い特徴がある (軽量・高剛性)
SiC原料
強化材(プリフォーム)
AlSiC
特徴
- アルミニウム(a5052)と比べて、ヤング率1.8倍の高剛性、熱膨張を2/3に低減、熱伝導率も向上
- 鋳鉄(FC250)と比べて比剛性は2,8倍、熱伝導率は3倍に向上
- 熱膨張差が原因の変形、歪を抑制
- ステンレスや炭素鋼に近い熱膨張率
- 低熱膨張 アルミニウムよりのびにくい、 高熱伝導 鋳鉄より熱を逃がす
- インゴット ・ ロストワックスでも販売可能
用途
- 放熱板、 低熱膨張機械部品
ACM-io
概要
- 高温状態での変形が少なく熱を運ぶ新素材
- 困難とされていたグラファイト(CIP)とアルミニウムの複合材料
- 比重はグラファイト並みに軽く、熱膨張率はセラミックス並み
- さらにグラファイト比で強度が向上し、より微細な加工が可能で発塵も抑えられる
特徴
- 高熱伝導率
- 低線膨張率/熱変形
- 耐ヒートサイクル性能
- グラファイト並の軽量性
- グラファイト以上の強度
メリット
高い熱伝導性や高温化で高い寸法精度が要求されるような部材に最適な材料。ヒートサイクルに強く、劣化を抑えることでグラファイト以上の長寿命化を実現。表面処理ができるので、発塵をグラファイトより格段に軽減することが可能
用途
医療関連設備用部材
リフロー位置決め治具
放射線検出器用部材
ACM-a
概要
グラファイト(押出材)とアルミニウムの複合材料、比重はグラファイト並みに軽く、熱膨張率はセラミックス並み、主に熱伝導と熱拡散を強化する
特徴
- 熱拡散率: 銅の2.1倍 、アルミニウムの2.7倍
- 熱膨張率:銅の約1/2、アルミニウムの約1/3
- 密度:銅の1/4以下
- めっき処理が容易(ニッケル・金・銅など)
- ヒートサイクルに強い
LED/LDやIGBTなどの放熱基板に最適
- 熱を素早く素材内に拡散
- 熱を素早く大気に放熱
用途
- コンピューターの熱管理、LED、パワーデバイス、消費電子の放熱に最適材料
見込まれる需要
- 銅、アルミニウムのメタル基板からの置き換え(ヒートスプレッダー)
- IGBTモジュール用ヒートシンク
AC-Alcon
概要
Si(シリコン)とAl(アルミニウム)の複合材料、アルミニウムより軽い
超硬工具で加工可能
Alcon
Si raw material
特徴
- 比重: アルミニウムより軽い(2.45 Gcm3)
- ヤング率: 鋼鉄並 (117GPa)
- 比剛性 (ヤング率/比重): Alsic (Sic 30%, Al 70%) より高い。高く鋳鉄と比べて3倍
- 熱膨張率: SUSガイドの熱膨張率より近い
- 加工性: 超硬工具で切削可能
- 振動減衰性: 優れた振動減衰性
- 真空環境下でのガス放出が無い
用途
精密駆動部品
- 半導体製造前工程 (露光装置, 検査装置)
- 半導体製造後工程 (ボンダー, チップマウンター)
素材・材料特性一覧表
低膨張高熱伝導一覧
軽量高剛性一覧
