銅ーグラファイト複合材の製造における
通電圧粉焼結の適用と密度の向上
塑性加工研究室 藤田森彦
電極
粉末
電極
背景：
銅と炭素は固溶体を形成しない
ため，焼結は難しい
目的：
焼結特性の調査
密度向上
実験方法
油圧サーボプレス
加圧力
19.6～196MPa
通電時間
1sec
電極
粉末
電圧
変圧器
８V
ア
ト
マ
イ
ズ
銅
粉
電極
コンテナ
絶縁紙
粉末：銅とグラファイトの混合粉
電
解
銅
粉
一定加圧での通電焼結
1.0
相対密度
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
0
グラファイト含有量 / vol％
電解粉
一定加圧
0
30
10
40
20
50
50
100
150
加圧力　/ MPa
200
通電完了直後の加圧
圧力
1.0
相対密度
0.8
19.6MPa 通電
0.6
0.4
0.2
0.0
0
196MPa
時間
電解粉
通電後加圧　19.6→196MPa
一定加圧　196MPa
10
20
30
40
グラファイトの含有量 / vol％
50
一定加圧と通電直後加圧の相対密度
通電後加圧
圧力
196MPa
通電
時間
一定加圧
ステンレス鋼の挿入による密度向上
熱伝導減少
×
放
熱
粉末
発熱
×
放
熱
SUS304
16.8J・(s・m・K)-1
アルミナ分散銅
390J・(s・m・K)-1
温度の保持
密度向上
温度測定結果
温度／℃
700
挿入あり
600
500
400
温度上昇
挿入なし
300
200
100
0
放熱
電解粉
７Ｖ １秒通電
グラファイト含有量20vol%
200
400 600
時間／ms
800
1000
通電時の加熱電力量
加熱電力量／kJ
5
ステンレス鋼の
抵抗発熱
4
挿入あり
3
2
挿入なし
1
0
200
400 600
時間／ms
800
温度上昇
1000
７Ｖ １秒通電
グラファイト含有量20vol%
ステンレス鋼の挿入による効果
挿入なし
ア 85.0％
ト
マ
イ
ズ
粉
84.0％
電
解
粉
（７Ｖ １秒通電後加圧
挿入あり
98.6％
98.5％
グラファイト含有量20vol%）
電極間電圧／V 電流／kA
電極間電流と電圧のデータ
5
0
-5
5
0
-5
0
500
時間／ms
1000
0
500
時間／ms
1000

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