JP6164632B2 - Method for producing carbon-based metal composite material - Google Patents

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Description

本発明は、放熱基盤等の材料として使用可能な炭素基金属複合材料の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a carbon-based metal composite material that can be used as a material for a heat dissipation base or the like.

従来、放熱基盤等の材料として、熱伝導率が高く熱膨張率が小さい材料の開発が求められている。こうした材料のうち、炭素材料の気孔に金属材料を充填することにより炭素材料と金属材料とを複合化した複合材料が提案されており、炭素材料への金属成分の含浸による製造方法が行われている。   Conventionally, the development of a material having a high thermal conductivity and a low coefficient of thermal expansion has been demanded as a material for a heat dissipation base and the like. Among these materials, a composite material in which a carbon material and a metal material are combined by filling the pores of the carbon material with a metal material has been proposed, and a manufacturing method by impregnating the carbon component with a metal component has been performed. Yes.

しかし、一般に炭素材料と溶融金属は濡れ性が悪く、炭素材料への金属成分の含浸による製造方法では、炭素材料の気孔に溶融金属成分を十分に含浸させることは困難であった。特にアルミニウム含浸において、炭素成分と金属成分とが界面において反応し、炭素材料が劣化してしまうという問題があった。   However, in general, carbon materials and molten metal have poor wettability, and it has been difficult to sufficiently impregnate the pores of the carbon material with the molten metal component by the production method by impregnating the carbon material with the metal component. In particular, in the aluminum impregnation, there is a problem that the carbon component and the metal component react at the interface and the carbon material is deteriorated.

これに対して、特許文献1には、炭素材料に含浸させる溶融金属の温度と、加圧含浸させる溶融金属の圧力を調整することにより、炭素材料の気孔に対する金属成分の置換割合を高めるようにした発明が記載されている。そして、炭素成分量が高割合で熱伝導率の高い炭素基金属複合材料を製造するようになっている。また、特許文献2には、このような炭素基金属複合体とアルミニウム押出材を組み合わせた放熱体に関する発明が記載されている。   On the other hand, in Patent Document 1, by adjusting the temperature of the molten metal impregnated into the carbon material and the pressure of the molten metal impregnated under pressure, the replacement ratio of the metal component to the pores of the carbon material is increased. The invention has been described. A carbon-based metal composite material having a high proportion of carbon components and high thermal conductivity is manufactured. Patent Document 2 describes an invention relating to a heat radiator combining such a carbon-based metal composite and an aluminum extruded material.

特許第3673436号公報Japanese Patent No. 3673436 特開2010−67842号公報JP 2010-67842 A

しかしながら、特許文献1に記載された発明では、金属材料を含浸させるために用意する炭素材料について以下の問題がある。即ち、特許文献1には、黒鉛結晶含有炭素質マトリックスを有する炭素材料として種々の材料が記載されているが、黒鉛系結晶を有する炭素成形体を得るために、2500℃以上、特に、2800℃以上の温度で焼成処理されることが記載されている。同様に、特許文献2には、使用する黒鉛に関して最終的に2500℃以上で処理されることが記載されている。このような高温の焼成処理は、炭素成形体製造のコスト増加要因となる。   However, the invention described in Patent Document 1 has the following problems with the carbon material prepared for impregnating the metal material. That is, Patent Document 1 describes various materials as a carbon material having a graphite crystal-containing carbonaceous matrix. In order to obtain a carbon molded body having a graphite-based crystal, 2500 ° C. or more, particularly 2800 ° C. It is described that the baking treatment is performed at the above temperature. Similarly, Patent Document 2 describes that the graphite used is finally treated at 2500 ° C. or higher. Such a high-temperature firing treatment becomes a factor for increasing the cost of manufacturing a carbon molded body.

また、放熱基盤等として使用するための熱伝導率の向上に対する要請は、近年ますます増加傾向にあり、炭素基金属複合材料の熱伝導率にも改善の余地がある。   In addition, demands for improving the thermal conductivity for use as a heat dissipation base have been increasing in recent years, and there is room for improvement in the thermal conductivity of carbon-based metal composite materials.

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、比較的低温の焼成処理により炭素成形体を製造してコスト削減を図るとともに、さらに熱伝導率を高めるようにした炭素基金属複合材料の製造方法を提供するものである。   The present invention solves the above-described conventional problems, and is a carbon-based metal composite material that is produced by producing a carbon molded body by a relatively low-temperature firing treatment to reduce costs and further increase the thermal conductivity. A manufacturing method is provided.

本発明者らは、炭素基金属複合材料に使用する炭素成形体の材料として、安価で調達可能であって、熱伝導に方向性を持たせることが可能と考えられる鱗片状天然黒鉛に着目し、本発明を完成した。   The present inventors have focused on scaly natural graphite, which can be procured at a low cost and can give directionality to heat conduction, as a material for a carbon molded body used for a carbon-based metal composite material. The present invention has been completed.

即ち、本発明の炭素基金属複合材料の製造方法は、鱗片状天然黒鉛とピッチとを混合して混合物を生成する混合工程と、前記混合物を焼成して空隙を有する炭素成形体を成形する焼成工程と、前記炭素成形体の空隙に溶融金属を含浸させる含浸工程とを有することを特徴とする。   That is, the method for producing a carbon-based metal composite material according to the present invention includes a mixing step in which scaly natural graphite and pitch are mixed to form a mixture, and a firing of the mixture to form a carbon molded body having voids. And an impregnation step of impregnating molten metal into the voids of the carbon molded body.

また好ましくは、前記焼成工程の焼成温度が600℃〜2500℃であることを特徴とする。   Preferably, the firing temperature in the firing step is 600 ° C to 2500 ° C.

また好ましくは、前記鱗片状天然黒鉛が、32メッシュの篩にかけて得られる前記32メッシュの篩上の鱗片状天然黒鉛であることを特徴とする。   Preferably, the scaly natural graphite is scaly natural graphite on the 32 mesh sieve obtained by passing through a 32 mesh sieve.

また好ましくは、前記鱗片状天然黒鉛と前記ピッチとの混合時の体積比率が、98:2〜80:20であることを特徴とする。   Preferably, the volume ratio at the time of mixing the scale-like natural graphite and the pitch is 98: 2 to 80:20.

また好ましくは、前記溶融金属がアルミニウムであることを特徴とする。   Preferably, the molten metal is aluminum.

また好ましくは、前記ピッチがメソフェーズピッチであることを特徴とする。   Preferably, the pitch is a mesophase pitch.

本発明によれば、混合工程において混合物を生成する材料として、鱗片状天然黒鉛とピッチとを用いることにより、人造黒鉛等に比べて安価で調達することができる。また、鱗片状天然黒鉛は、熱伝導に方向性を持たせることが可能と考えられ、放熱基盤等の材料として効果的に用いることができる。そして、焼成工程において混合物を焼成して空隙を有する炭素成形体を成形し、含浸工程において炭素成形体の空隙に溶融金属を含浸させることにより、コストを削減しつつ熱伝導率を高めた炭素基金属複合材料を得ることができる。   According to the present invention, by using scaly natural graphite and pitch as a material for generating a mixture in the mixing step, it can be procured at a lower cost than artificial graphite or the like. Moreover, it is thought that scaly natural graphite can give directionality to heat conduction, and can be effectively used as a material such as a heat dissipation base. In the firing step, the mixture is fired to form a carbon molded body having voids, and in the impregnation step, the voids of the carbon molded body are impregnated with molten metal, thereby reducing the cost and increasing the thermal conductivity. A metal composite material can be obtained.

また、焼成工程の焼成温度を600℃〜2500℃とすることにより、比較的低温の焼成処理により炭素成形体を製造してコスト削減を図ることができる。   Further, by setting the firing temperature in the firing step to 600 ° C. to 2500 ° C., it is possible to reduce the cost by producing a carbon molded body by a firing process at a relatively low temperature.

また、材料の鱗片状天然黒鉛として、32メッシュの篩にかけて得られる32メッシュの篩上の鱗片状天然黒鉛を用いることにより、比較的大径の黒鉛を用いて、熱伝導率を高めることができる。   Moreover, by using the scaly natural graphite on a 32 mesh sieve obtained by passing through a 32 mesh sieve as the material scaly natural graphite, it is possible to increase the thermal conductivity using a relatively large diameter graphite. .

また、鱗片状天然黒鉛とピッチとの混合時の体積比率を、98:2〜80:20とすることにより、炭素成形体としての形状を維持しつつピッチの混合割合を小さくして、熱伝導率を高めることができる。   In addition, by setting the volume ratio at the time of mixing the scaly natural graphite and pitch to 98: 2 to 80:20, the mixing ratio of the pitch is reduced while maintaining the shape as the carbon molded body, and heat conduction is performed. The rate can be increased.

また、溶融金属としてアルミニウムを用いることにより、コストを抑えつつ熱伝導率や熱膨張率を向上させることができる。   Moreover, by using aluminum as the molten metal, the thermal conductivity and the thermal expansion coefficient can be improved while suppressing the cost.

また、ピッチとして分子構造に規則性があり熱処理に適したメソフェーズピッチを用いることにより、炭素成形体としての形状維持に効果的である。   In addition, the use of mesophase pitch having a regular molecular structure as the pitch and suitable for heat treatment is effective for maintaining the shape of the carbon molded body.

以上、本発明によれば、比較的低温の焼成処理により炭素成形体を製造してコスト削減を図るとともに、さらに熱伝導率を高めるようにした炭素基金属複合材料の製造方法を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method for producing a carbon-based metal composite material in which a carbon molded body is produced by relatively low-temperature firing treatment to reduce costs and to further increase thermal conductivity. it can.

本発明の実施形態に係る炭素基金属複合材料の製造方法の工程を示す図である。It is a figure which shows the process of the manufacturing method of the carbon group metal composite material which concerns on embodiment of this invention. 混合工程を示す図である。It is a figure which shows a mixing process. 焼成工程を示す図である。It is a figure which shows a baking process. 含浸工程を示す図である。It is a figure which shows an impregnation process.

以下、図1〜図4を参照して、本発明の実施形態に係る炭素基金属複合材料の製造方法について説明する。まず、本実施形態に係る炭素基金属複合材料の製造方法において用いる材料について説明する。   Hereinafter, with reference to FIGS. 1-4, the manufacturing method of the carbon group metal composite material which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. First, materials used in the method for producing a carbon-based metal composite material according to the present embodiment will be described.

(炭素成分)
炭素基金属複合材料の基本となる炭素成形体の材料として、黒鉛とピッチを用いる。使用する黒鉛は、鱗片状天然黒鉛とする。鱗片状天然黒鉛の粒径としては様々な大きさのものを用いることができるが、熱伝導率の向上の観点からは、比較的大径の黒鉛を用いることが好ましく、特に、32メッシュの篩にかけて得られる32メッシュの篩上の鱗片状天然黒鉛を用いるとよい。また、バインダーとして用いるピッチも特に限定されるものではないが、炭素成形体としての形状維持の観点からは、分子構造に規則性があり熱処理に適したメソフェーズピッチを用いることが好ましい。
(Carbon component)
Graphite and pitch are used as the material of the carbon molded body that is the basis of the carbon-based metal composite material. The graphite used is scaly natural graphite. As the particle size of the scale-like natural graphite, those having various sizes can be used. From the viewpoint of improving the thermal conductivity, it is preferable to use a graphite having a relatively large diameter, and in particular, a 32-mesh sieve. It is preferable to use scaly natural graphite on a 32-mesh sieve obtained by the above. Also, the pitch used as the binder is not particularly limited, but from the viewpoint of maintaining the shape as the carbon molded body, it is preferable to use a mesophase pitch having a regular molecular structure and suitable for heat treatment.

(金属成分)
炭素成形体に含浸させる金属成分として、例えばアルミニウム、銅、銀等を挙げることができるが、特に限定されるものではない。ただし、熱伝導率や熱膨張率とコストとのバランスの観点からは、アルミニウムを用いることが好ましい。
(Metal component)
Examples of the metal component impregnated in the carbon molded body include aluminum, copper, and silver, but are not particularly limited. However, it is preferable to use aluminum from the viewpoint of the balance between thermal conductivity and thermal expansion coefficient and cost.

次に、本実施形態に係る炭素基金属複合材料の製造方法の工程について説明する。本実施形態に係る炭素基金属複合材料の製造方法は、図1に示すように、混合工程10、焼成工程20、含浸工程30の各工程を有している。   Next, the process of the manufacturing method of the carbon group metal composite material which concerns on this embodiment is demonstrated. As shown in FIG. 1, the method for producing a carbon-based metal composite material according to the present embodiment includes a mixing process 10, a firing process 20, and an impregnation process 30.

(混合工程)
炭素基金属複合材料の基本となる炭素成形体を成形するために、図2に示すように混合工程10で、鱗片状天然黒鉛1とピッチ2とを混合して混合物3を得る。鱗片状天然黒鉛1とピッチ2との混合割合は、炭素成形体としての形状を維持しつつピッチの混合割合を小さくして熱伝導率を高めるために、鱗片状天然黒鉛:ピッチを98:2〜70:30の範囲とすることが好ましい。特に、98:2〜80:20の範囲とすることが好ましい。
(Mixing process)
In order to form a carbon molded body that is the basis of the carbon-based metal composite material, the mixture 3 is obtained by mixing the flaky natural graphite 1 and the pitch 2 in the mixing step 10 as shown in FIG. The mixing ratio between the scale-like natural graphite 1 and the pitch 2 is such that the scale-like natural graphite: pitch is 98: 2 in order to reduce the mixing ratio of the pitch and increase the thermal conductivity while maintaining the shape as the carbon molded body. It is preferable to be in the range of ˜70: 30. In particular, the range of 98: 2 to 80:20 is preferable.

混合時には、バインダーとなるピッチ2が鱗片状天然黒鉛1の全体にできるだけ均一に行き渡るように混合する。その方法は特に限定されないが、以下の方法により行うことが効果的である。まず、用意したピッチ2をアルコール中に入れて溶かす。次にピッチ2を溶かしたアルコールを鱗片状天然黒鉛1と混合する。アルコールは混合時の潤滑剤となるので、多めに使用することでより均一に混合することができる。これによりピッチ2が鱗片状天然黒鉛1の全体に行き渡るとともに、アルコール成分はその後の焼成処理により気化する。   At the time of mixing, it mixes so that the pitch 2 used as a binder may spread over the entire scale-like natural graphite 1 as uniformly as possible. The method is not particularly limited, but it is effective to carry out the following method. First, the prepared pitch 2 is dissolved in alcohol. Next, the alcohol in which the pitch 2 is dissolved is mixed with the scaly natural graphite 1. Since alcohol becomes a lubricant during mixing, it can be mixed more uniformly by using more. As a result, the pitch 2 spreads over the entire scaly natural graphite 1 and the alcohol component is vaporized by the subsequent baking treatment.

さらに、鱗片状天然黒鉛1は元々平らな形状であるので、平らな状態で積層されて焼成されることにより、熱伝導に方向性を持たせることが可能と考えられる。従って、最終的な形状加工において熱伝導率の高い方向がどちらであるかを勘案しながら切削等を行うことにより、放熱基盤等の材料として効果的に用いることができる。   Further, since the scaly natural graphite 1 is originally flat, it is considered that heat conduction can be given direction by being laminated and fired in a flat state. Therefore, by performing cutting or the like while considering which direction has the higher thermal conductivity in the final shape processing, it can be effectively used as a material for the heat dissipation base or the like.

(焼成工程)
次に、図3に示すように焼成工程20で、混合した混合物3を焼成する。焼成は従来公知の方法により行えばよいが、例えば型枠内に入れた混合物3を加圧しながら通電して焼結させる通電焼結機を用いるとよい。このときの焼成温度は、比較的低温で行えばよく、例えば600℃〜2500℃の範囲とすることができる。低温での焼成はコスト上有利であるが、従来は黒鉛の結晶化のために2500℃以上、特に、2800℃以上の温度で焼成処理されていた。本実施形態は、使用する材料や処理方法に着目して、2500℃以下という比較的低温での焼成処理であっても必要な熱伝導率を得ることができるようにしたものである。なお、600℃は、使用するピッチ内の不純物が燃焼し始める温度である。
(Baking process)
Next, as shown in FIG. 3, the mixed mixture 3 is fired in the firing step 20. Firing may be performed by a conventionally known method. For example, an electric current sintering machine may be used in which the mixture 3 placed in the mold is energized and sintered while being pressed. The firing temperature at this time may be performed at a relatively low temperature, and may be in the range of 600 ° C. to 2500 ° C., for example. Although firing at a low temperature is advantageous in terms of cost, conventionally, firing has been performed at a temperature of 2500 ° C. or higher, particularly 2800 ° C. or higher for crystallization of graphite. In this embodiment, paying attention to the materials and processing methods to be used, the necessary thermal conductivity can be obtained even when firing at a relatively low temperature of 2500 ° C. or less. Note that 600 ° C. is a temperature at which impurities in the pitch to be used start to burn.

焼成工程20により、空隙を有する炭素成形体4を得ることができる。なお、得られた炭素成形体4の空隙には、次の含浸工程30で溶融金属が含浸されるため、最終的に得られる炭素基金属複合材料における金属成分の割合を考慮して、炭素成形体における空隙割合を調整する必要がある。最終的に得られる炭素基金属複合材料に対する金属成分の割合は、20%〜40%とすることが好ましい。そのために、型枠内に入れた混合物3に加える圧力を適宜調整する。   The carbon forming body 4 having voids can be obtained by the firing step 20. In addition, since the void of the obtained carbon molded body 4 is impregnated with molten metal in the next impregnation step 30, the carbon molding is performed in consideration of the ratio of the metal component in the finally obtained carbon-based metal composite material. It is necessary to adjust the void ratio in the body. The ratio of the metal component to the carbon-based metal composite material finally obtained is preferably 20% to 40%. For this purpose, the pressure applied to the mixture 3 placed in the mold is appropriately adjusted.

(含浸工程)
次に、図4に示すように含浸工程30で、焼成工程20で得られた炭素成形体4に溶融金属5を含浸させる。含浸は、従来公知の方法により行うことができる。含浸工程30により、炭素基金属複合材料6が得られる。得られた炭素基金属複合材料6は、使用目的に応じて適宜形状加工される。
(Impregnation process)
Next, as shown in FIG. 4, in the impregnation step 30, the molten metal 5 is impregnated in the carbon molded body 4 obtained in the firing step 20. Impregnation can be performed by a conventionally known method. The carbon-based metal composite material 6 is obtained by the impregnation step 30. The obtained carbon-based metal composite material 6 is appropriately processed according to the purpose of use.

以下に、本実施形態に係る炭素基金属複合材料の製造方法についての実施例を示す。
(実施条件)
・炭素成形体の材料として、32メッシュの篩にかけて得られる32メッシュの篩上の鱗片状天然黒鉛とメソフェーズピッチを用いた。黒鉛の粒径は、0.3mm〜1.2mm程度であった。また、メソフェーズピッチは、粒径によりミドルサイズ(M:0.05mm〜0.5mm)とスモールサイズ(S:0.05mm以下)の2種類を用いた。これらの材料を混合した混合物を通電焼結機により加圧しながら通電して、空隙を有する炭素成形体を焼成した。焼成した炭素成形体の空隙に金属成分としてアルミニウムを含浸させて炭素基金属複合材料とした。各材料の割合と焼成温度を変更しながら、7種類の試料を得た。
・得られた試料について、比熱、比重、熱拡散率を測定し、これらの積により熱伝導率を算出した。測定はレーザーフラッシュ法により行い、測定装置として「NETZSCH社製 LFA457」を使用した。なお、熱伝導率の測定にあたっては、熱伝導率の高い方向(積層した鱗片状天然黒鉛の平らな形状に沿った方向)について測定できるように、予め試料を切削しておいた。
Below, the Example about the manufacturing method of the carbon group metal composite material which concerns on this embodiment is shown.
(Implementation conditions)
-As the material of the carbon molded body, scaly natural graphite and mesophase pitch on a 32 mesh sieve obtained by passing through a 32 mesh sieve were used. The particle size of graphite was about 0.3 mm to 1.2 mm. In addition, two types of mesophase pitches, a middle size (M: 0.05 mm to 0.5 mm) and a small size (S: 0.05 mm or less), were used depending on the particle size. The mixture obtained by mixing these materials was energized while being pressed by an electric sintering machine, and the carbon molded body having voids was fired. The voids of the fired carbon molded body were impregnated with aluminum as a metal component to obtain a carbon-based metal composite material. While changing the ratio of each material and the firing temperature, seven types of samples were obtained.
-About the obtained sample, specific heat, specific gravity, and thermal diffusivity were measured, and thermal conductivity was computed by these products. Measurement was performed by a laser flash method, and “LFA457 manufactured by NETZSCH” was used as a measuring apparatus. In measuring the thermal conductivity, the sample was cut in advance so that it could be measured in the direction of high thermal conductivity (the direction along the flat shape of the laminated scaly natural graphite).

以上の、実施条件に従い測定した結果を表1に示す。なお、表1において「炭素成形体%」は、炭素基金属複合材料(炭素成分と金属成分の合計)を100%とした場合の、炭素成形体の体積割合を示している。また、「黒鉛%」と「ピッチ%」は、炭素成形体(炭素成分のみ)を100%とした場合の、黒鉛とピッチ(M、S)の体積割合を示している。   The results measured according to the above operating conditions are shown in Table 1. In Table 1, “carbon molded body%” indicates the volume ratio of the carbon molded body when the carbon-based metal composite material (total of carbon component and metal component) is 100%. Further, “graphite%” and “pitch%” indicate volume ratios of graphite and pitch (M, S) when the carbon molded body (carbon component only) is 100%.

表1に示すように、焼成温度が900℃、1500℃、2000℃、2200℃といった比較的低温の焼成処理により炭素成形体を焼成した場合であっても、高い熱伝導率を有する炭素基金属複合材料を製造することができた。   As shown in Table 1, a carbon-based metal having a high thermal conductivity even when a carbon molded body is fired by a firing process at a relatively low temperature of 900 ° C., 1500 ° C., 2000 ° C., 2200 ° C. A composite material could be produced.

本実施形態に係る炭素基金属複合材料の製造方法によれば、混合工程10において混合物3を生成する材料として、鱗片状天然黒鉛1とピッチ2とを用いることにより、人造黒鉛等に比べて安価で調達することができる。また、鱗片状天然黒鉛1は、熱伝導に方向性を持たせることが可能と考えられ、放熱基盤等の材料として効果的に用いることができる。そして、焼成工程20において混合物3を焼成して空隙を有する炭素成形体4を成形し、含浸工程30において炭素成形体4の空隙に溶融金属5を含浸させることにより、コストを削減しつつ熱伝導率を高めた炭素基金属複合材料6を得ることができる。   According to the method for producing a carbon-based metal composite material according to the present embodiment, the scale-like natural graphite 1 and the pitch 2 are used as materials for generating the mixture 3 in the mixing step 10, which is cheaper than artificial graphite and the like. Can be procured at. Moreover, it is thought that the scale-like natural graphite 1 can give directionality to heat conduction, and can be effectively used as a material such as a heat dissipation base. Then, the mixture 3 is fired in the firing step 20 to form the carbon molded body 4 having voids, and the voids of the carbon molded body 4 are impregnated with the molten metal 5 in the impregnation step 30, thereby reducing heat and reducing heat conduction. A carbon-based metal composite material 6 with an increased rate can be obtained.

また、焼成工程20の焼成温度を600℃〜2500℃とすることにより、比較的低温の焼成処理により炭素成形体4を製造してコスト削減を図ることができる。   In addition, by setting the firing temperature in the firing step 20 to 600 ° C. to 2500 ° C., the carbon molded body 4 can be manufactured by a relatively low temperature firing treatment to reduce costs.

また、材料の鱗片状天然黒鉛1として、32メッシュの篩にかけて得られる32メッシュの篩上の鱗片状天然黒鉛1を用いることにより、比較的大径の黒鉛を用いて、熱伝導率を高めることができる。   Moreover, by using the scaly natural graphite 1 on a 32 mesh sieve obtained by passing through a 32 mesh screen as the scaly natural graphite 1 of the material, using a relatively large diameter graphite, the thermal conductivity is increased. Can do.

また、鱗片状天然黒鉛1とピッチ2との混合時の体積比率を、98:2〜80:20とすることにより、炭素成形体4としての形状を維持しつつピッチの混合割合を小さくして、熱伝導率を高めることができる。   Moreover, the mixing ratio of pitch is made small, maintaining the shape as the carbon molded object 4, by setting the volume ratio at the time of mixing of the scale-like natural graphite 1 and the pitch 2 to 98: 2-80: 20. The thermal conductivity can be increased.

また、溶融金属5としてアルミニウムを用いることにより、コストを抑えつつ熱伝導率や熱膨張率を向上させることができる。   Moreover, by using aluminum as the molten metal 5, the thermal conductivity and the thermal expansion coefficient can be improved while suppressing the cost.

また、ピッチとして分子構造に規則性があり熱処理に適したメソフェーズピッチを用いることにより、炭素成形体4としての形状維持に効果的である。   In addition, the use of mesophase pitch having a regular molecular structure and suitable for heat treatment as the pitch is effective in maintaining the shape of the carbon molded body 4.

以上、本発明によれば、比較的低温の焼成処理により炭素成形体を製造してコスト削減を図るとともに、さらに熱伝導率を高めるようにした炭素基金属複合材料の製造方法を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method for producing a carbon-based metal composite material in which a carbon molded body is produced by relatively low-temperature firing treatment to reduce costs and to further increase thermal conductivity. it can.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の変更が可能である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various other change is possible.

1 鱗片状天然黒鉛
2 ピッチ
3 混合物
4 炭素成形体
5 溶融金属
6 炭素基金属複合材料
10 混合工程
20 焼成工程
30 含浸工程
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Scale-like natural graphite 2 Pitch 3 Mixture 4 Carbon molded object 5 Molten metal 6 Carbon group metal composite material 10 Mixing process 20 Firing process 30 Impregnation process

Claims (3)

鱗片状天然黒鉛とメソフェーズピッチとを混合して混合物を生成する混合工程と、前記混合物を焼成して空隙を有する炭素成形体を成形する焼成工程と、前記炭素成形体の空隙にアルミニウムを含浸させる含浸工程とを有し、
前記鱗片状天然黒鉛として、32メッシュの篩にかけて得られる前記32メッシュの篩上の鱗片状天然黒鉛を用い、
前記メソフェーズピッチとして、0.05mm〜0.5mmのサイズと0.05mm以下のサイズとの2種類を用いることを特徴とする炭素基金属複合材料の製造方法。
A mixing step of mixing scaly natural graphite and mesophase pitch to form a mixture, a firing step of firing the mixture to form a carbon molded body having voids, and impregnating the voids of the carbon molded body with aluminum have a impregnation process,
As the scaly natural graphite, using scaly natural graphite on the 32 mesh sieve obtained by passing through a 32 mesh sieve,
A method for producing a carbon-based metal composite material, wherein two kinds of sizes of 0.05 mm to 0.5 mm and a size of 0.05 mm or less are used as the mesophase pitch .
前記焼成工程の焼成温度が600℃〜2500℃であることを特徴とする請求項1に記載の炭素基金属複合材料の製造方法。   The method for producing a carbon-based metal composite material according to claim 1, wherein a firing temperature in the firing step is 600 ° C to 2500 ° C. 前記鱗片状天然黒鉛と前記メソフェーズピッチとの混合時の体積比率が、98:2〜80:20であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の炭素基金属複合材料の製造方法。 3. The method for producing a carbon-based metal composite material according to claim 1, wherein a volume ratio at the time of mixing the scaly natural graphite and the mesophase pitch is 98: 2 to 80:20. .
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