JPH0676624A - 電気絶縁性部材 - Google Patents
電気絶縁性部材Info
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- JPH0676624A JPH0676624A JP25553692A JP25553692A JPH0676624A JP H0676624 A JPH0676624 A JP H0676624A JP 25553692 A JP25553692 A JP 25553692A JP 25553692 A JP25553692 A JP 25553692A JP H0676624 A JPH0676624 A JP H0676624A
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- JP
- Japan
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- rubber
- resin
- boron nitride
- particle size
- nitride powder
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 樹脂又はゴム中に六方晶系窒化硼素粉末を分
散配合してなる電気絶縁性部材において、上記六方晶系
窒化硼素粉末をその平均粒子径と配合量及び該粉末が配
合される樹脂又はゴムの密度との関係で下記式(1)を
満たすように配合したことを特徴とする電気絶縁性部材
を提供する。 0.25ρx−2.5≦d≦0.25ρx+20 ・・・(1) (但し、式中ρは樹脂又はゴムの密度(g/cm3)、
xは樹脂又はゴム100重量部に対する六方晶系窒化硼
素粉末の配合量(重量部)、dは六方晶系窒化硼素粉末
の遠心沈降式粒度分布測定法による平均粒子径(μm)
であり、平均粒子径dは少なくとも0.1μm以上、配
合量xは少なくとも1重量部以上である。) 【効果】 本発明の電気絶縁性部材は、六方晶系窒化硼
素粉末配合による樹脂又はゴムの耐電圧向上効果が最大
限に発揮され、耐電圧材料として有効に使用できる。
散配合してなる電気絶縁性部材において、上記六方晶系
窒化硼素粉末をその平均粒子径と配合量及び該粉末が配
合される樹脂又はゴムの密度との関係で下記式(1)を
満たすように配合したことを特徴とする電気絶縁性部材
を提供する。 0.25ρx−2.5≦d≦0.25ρx+20 ・・・(1) (但し、式中ρは樹脂又はゴムの密度(g/cm3)、
xは樹脂又はゴム100重量部に対する六方晶系窒化硼
素粉末の配合量(重量部)、dは六方晶系窒化硼素粉末
の遠心沈降式粒度分布測定法による平均粒子径(μm)
であり、平均粒子径dは少なくとも0.1μm以上、配
合量xは少なくとも1重量部以上である。) 【効果】 本発明の電気絶縁性部材は、六方晶系窒化硼
素粉末配合による樹脂又はゴムの耐電圧向上効果が最大
限に発揮され、耐電圧材料として有効に使用できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂又はゴム中に六方
晶系窒化硼素粉末を分散配合して樹脂又はゴムの耐電圧
を向上させた電気絶縁性部材に関する。
晶系窒化硼素粉末を分散配合して樹脂又はゴムの耐電圧
を向上させた電気絶縁性部材に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】六方晶
系窒化硼素(以下、h−BNという)は、優れた電気絶
縁性を有するため、その成形体が各種絶縁材料に使用さ
れ、またh−BN粉末が各種電気・電子部品の耐電圧を
向上させるため、樹脂やゴムのフィラーとして添加する
ことが知られている。
系窒化硼素(以下、h−BNという)は、優れた電気絶
縁性を有するため、その成形体が各種絶縁材料に使用さ
れ、またh−BN粉末が各種電気・電子部品の耐電圧を
向上させるため、樹脂やゴムのフィラーとして添加する
ことが知られている。
【0003】例えば、特開平3−215986号、同3
−215987号公報では、金属ベース配線基板の上下
面を被覆する熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂にh−BN
粉末を添加して耐電圧を向上させる技術が提案されてい
る。また、特開平1−221454号公報では、電線被
覆、絶縁チューブなどに使用されるシリコーンゴムコン
パウンドにh−BN粉末を添加して耐電圧向上効果を得
ることが示されている。
−215987号公報では、金属ベース配線基板の上下
面を被覆する熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂にh−BN
粉末を添加して耐電圧を向上させる技術が提案されてい
る。また、特開平1−221454号公報では、電線被
覆、絶縁チューブなどに使用されるシリコーンゴムコン
パウンドにh−BN粉末を添加して耐電圧向上効果を得
ることが示されている。
【0004】しかし、従来のh−BN粉末を配合した樹
脂又はゴム製品は、h−BN粉末の効果が最大限に発揮
されておらず、電気絶縁性部材としてその耐電圧向上効
果はなお十分なものではない。
脂又はゴム製品は、h−BN粉末の効果が最大限に発揮
されておらず、電気絶縁性部材としてその耐電圧向上効
果はなお十分なものではない。
【0005】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、h−BN粉末配合による耐電圧向上効果が最大限に
発揮され、耐電圧材料として有効に使用できる電気絶縁
性部材を提供することを目的とする。
で、h−BN粉末配合による耐電圧向上効果が最大限に
発揮され、耐電圧材料として有効に使用できる電気絶縁
性部材を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らは、
h−BN粉末配合による耐電圧向上効果を更に高めるこ
とを目的として鋭意検討を重ねた結果、h−BN粉末の
粒子径と配合量及びh−BN粉末が配合される樹脂又は
ゴムの密度が耐電圧の向上と密接な関係を有し、同一の
配合量であればある粒径をピークにして耐電圧が向上す
ること、具体的にはh−BN粉末を樹脂又はゴム中に分
散配合するに当り、h−BN粉末をその平均粒子径と配
合量及びゴム又は樹脂の密度との関係で下記式(1)を
満たすように配合することにより、h−BN粉末配合に
よる耐電圧向上効果を最大限に発揮させることができる
ことを知見した。
h−BN粉末配合による耐電圧向上効果を更に高めるこ
とを目的として鋭意検討を重ねた結果、h−BN粉末の
粒子径と配合量及びh−BN粉末が配合される樹脂又は
ゴムの密度が耐電圧の向上と密接な関係を有し、同一の
配合量であればある粒径をピークにして耐電圧が向上す
ること、具体的にはh−BN粉末を樹脂又はゴム中に分
散配合するに当り、h−BN粉末をその平均粒子径と配
合量及びゴム又は樹脂の密度との関係で下記式(1)を
満たすように配合することにより、h−BN粉末配合に
よる耐電圧向上効果を最大限に発揮させることができる
ことを知見した。
【0007】 0.25ρx−2.5≦d≦0.25ρx+20 ・・・(1) (但し、式中ρは樹脂又はゴムの密度(g/cm3)、
xは樹脂又はゴム100重量部に対するh−BN粉末の
配合量(重量部)、dはh−BN粉末の遠心沈降式粒度
分布測定法による平均粒子径(μm)であり、平均粒子
径dは少なくとも0.1μm以上、配合量xは少なくと
も1重量部以上である。)即ち、従来技術では、単に樹
脂又はゴムに対してh−BN粉末を添加すれば耐電圧が
向上する、という定性的な面での知見しかなかった。こ
れに対し、本発明者らは、より定量的にh−BN粉末自
身の性状、例えば粒径、比表面積、純度など、更にその
配合量というファクターに注目し、またh−BN粉末が
分散配合される樹脂又はゴムの性状をも考慮し、種々検
討を重ねた結果、h−BN粉末の粒径及び配合量、更に
樹脂又はゴムの密度が耐電圧を効果的に向上させるため
の重要なファクターであり、これらが上記式(1)の関
係を満たすことにより、樹脂又はゴムの耐電圧向上効果
が最大限に発揮された電気絶縁性部材が得られることを
見い出し、本発明をなすに至ったものである。
xは樹脂又はゴム100重量部に対するh−BN粉末の
配合量(重量部)、dはh−BN粉末の遠心沈降式粒度
分布測定法による平均粒子径(μm)であり、平均粒子
径dは少なくとも0.1μm以上、配合量xは少なくと
も1重量部以上である。)即ち、従来技術では、単に樹
脂又はゴムに対してh−BN粉末を添加すれば耐電圧が
向上する、という定性的な面での知見しかなかった。こ
れに対し、本発明者らは、より定量的にh−BN粉末自
身の性状、例えば粒径、比表面積、純度など、更にその
配合量というファクターに注目し、またh−BN粉末が
分散配合される樹脂又はゴムの性状をも考慮し、種々検
討を重ねた結果、h−BN粉末の粒径及び配合量、更に
樹脂又はゴムの密度が耐電圧を効果的に向上させるため
の重要なファクターであり、これらが上記式(1)の関
係を満たすことにより、樹脂又はゴムの耐電圧向上効果
が最大限に発揮された電気絶縁性部材が得られることを
見い出し、本発明をなすに至ったものである。
【0008】従って、本発明は、樹脂又はゴム中に六方
晶系窒化硼素粉末を分散配合してなる電気絶縁性部材に
おいて、上記六方晶系窒化硼素粉末をその平均粒子径と
配合量及び該粉末が配合される樹脂又はゴムの密度との
関係で上記式(1)を満たすように配合したことを特徴
とする電気絶縁性部材を提供する。
晶系窒化硼素粉末を分散配合してなる電気絶縁性部材に
おいて、上記六方晶系窒化硼素粉末をその平均粒子径と
配合量及び該粉末が配合される樹脂又はゴムの密度との
関係で上記式(1)を満たすように配合したことを特徴
とする電気絶縁性部材を提供する。
【0009】以下、本発明について更に詳しく説明する
と、本発明の電気絶縁性部材は、上述したように、母材
となる樹脂又はゴムに対し、h−BN粉末を下記式
(1)、好ましくは下記式(1’)の関係を満たすよう
に選定して分散配合するものである。
と、本発明の電気絶縁性部材は、上述したように、母材
となる樹脂又はゴムに対し、h−BN粉末を下記式
(1)、好ましくは下記式(1’)の関係を満たすよう
に選定して分散配合するものである。
【0010】 0.25ρx−2.5≦d≦0.25ρx+20 ・・・(1) 0.25ρx≦d≦0.25ρx+10 ・・・(1’) 上記式中、ρは樹脂又はゴムの密度(g/cm3)、x
は樹脂又はゴム100重量部に対するh−BN粉末の配
合量(重量部)、dはh−BN粉末の遠心沈降式粒度分
布測定法による平均粒子径(μm)であり、かつ平均粒
子径dは少なくとも0.1μm以上、好ましくは0.3
μm以上、配合量xは少なくとも1重量部以上、好まし
くは5重量部以上である。
は樹脂又はゴム100重量部に対するh−BN粉末の配
合量(重量部)、dはh−BN粉末の遠心沈降式粒度分
布測定法による平均粒子径(μm)であり、かつ平均粒
子径dは少なくとも0.1μm以上、好ましくは0.3
μm以上、配合量xは少なくとも1重量部以上、好まし
くは5重量部以上である。
【0011】h−BN粉末の平均粒子径、配合量、樹脂
又はゴムの密度が上記式を満足しないと、耐電圧向上の
十分な効果を期待することができない。なお、下記の理
論に限定されないが、耐電圧向上のパラメーターとして
は、絶縁破壊時の電気経路の距離の概念を使用すること
ができる。平均粒子径dが0.25ρx+20より大き
いと、h−BNの粒子径が大き過ぎて隙間が広くなり、
図1に示すように電気経路がh−BNに当らないで通過
してしまうので、耐電圧が向上しないものと考えられ
る。一方、粒子径dが0.25ρx−2.5より小さい
と、又は0.1μmより小さいと、h−BNの粒子径が
小さ過ぎて、図2に示すように電気経路がフィラーに当
る回数は多いが、それによってループする距離が短いた
め、耐電圧が向上しないものと考えられる。これに対
し、上記式を満足する平均粒子径のh−BNを配合する
場合、図3に示すようにh−BNの粒子径が適度で、電
気経路がh−BNに当る回数が多く、ループする距離も
長くなるため、耐電圧を最大限に向上させることができ
るものと考えられる。
又はゴムの密度が上記式を満足しないと、耐電圧向上の
十分な効果を期待することができない。なお、下記の理
論に限定されないが、耐電圧向上のパラメーターとして
は、絶縁破壊時の電気経路の距離の概念を使用すること
ができる。平均粒子径dが0.25ρx+20より大き
いと、h−BNの粒子径が大き過ぎて隙間が広くなり、
図1に示すように電気経路がh−BNに当らないで通過
してしまうので、耐電圧が向上しないものと考えられ
る。一方、粒子径dが0.25ρx−2.5より小さい
と、又は0.1μmより小さいと、h−BNの粒子径が
小さ過ぎて、図2に示すように電気経路がフィラーに当
る回数は多いが、それによってループする距離が短いた
め、耐電圧が向上しないものと考えられる。これに対
し、上記式を満足する平均粒子径のh−BNを配合する
場合、図3に示すようにh−BNの粒子径が適度で、電
気経路がh−BNに当る回数が多く、ループする距離も
長くなるため、耐電圧を最大限に向上させることができ
るものと考えられる。
【0012】上記式(1)に具体的に数字を当てはめる
と、例えば密度が1g/cm3の合成ゴムを母材とし、
これの100重量部に対してh−BN粉末を(イ)5重
量部、(ロ)10重量部、(ハ)15重量部配合する場
合、それぞれh−BN粉末の平均粒子径は、(イ)の場
合21.25〜−1.25μmであるが、平均粒子径は
0.1μm以上であるため、21.25〜0.1μmの
範囲、(ロ)の場合、22.5〜0.1μm、(ハ)の
場合、23.75〜1.25μmの範囲である。
と、例えば密度が1g/cm3の合成ゴムを母材とし、
これの100重量部に対してh−BN粉末を(イ)5重
量部、(ロ)10重量部、(ハ)15重量部配合する場
合、それぞれh−BN粉末の平均粒子径は、(イ)の場
合21.25〜−1.25μmであるが、平均粒子径は
0.1μm以上であるため、21.25〜0.1μmの
範囲、(ロ)の場合、22.5〜0.1μm、(ハ)の
場合、23.75〜1.25μmの範囲である。
【0013】また、h−BNの配合量は式(2)、より
好ましくは(2’)
好ましくは(2’)
【0014】
【数1】 (但し、ρ,x,dは上記と同様の意味を示す。)の通
りであるが、h−BNの配合量が(d+2.5)/0.
25ρより多い場合、耐電圧が特に向上することはな
く、かえってh−BN周辺の応力集中が原因となり、樹
脂又はゴムの機械的物性の低下が生じる。一方、(d−
20)/0.25ρより少ない場合、十分な耐電圧向上
効果が得られない。
りであるが、h−BNの配合量が(d+2.5)/0.
25ρより多い場合、耐電圧が特に向上することはな
く、かえってh−BN周辺の応力集中が原因となり、樹
脂又はゴムの機械的物性の低下が生じる。一方、(d−
20)/0.25ρより少ない場合、十分な耐電圧向上
効果が得られない。
【0015】本発明においては、h−BN配合による耐
電圧向上効果を更に高めるため、h−BN粉末として、
B2O3及びCaOの合計含有量が0.1重量%以下、特
に0.05重量%以下の純度のもの、更には炭素及び
鉄、アルミニウムなどの金属元素の合計含有量が0.0
1重量%以下、特に0.005重量%以下のものを使用
することが好ましい。B2O3及びCaOの合計含有量が
0.1重量%を超えるh−BN粉末を使用した場合、こ
れらの不純物は水溶液中でイオンを発生するため、吸湿
による耐電圧低下が生じる場合がある。また、炭素及び
金属元素の含有量が0.01重量%を超えるh−BNを
使用した場合、h−BN粒子中の導電層の存在により、
たとえ上記式(1)の関係を満たしても、十分な耐電圧
向上効果が得られない場合がある。
電圧向上効果を更に高めるため、h−BN粉末として、
B2O3及びCaOの合計含有量が0.1重量%以下、特
に0.05重量%以下の純度のもの、更には炭素及び
鉄、アルミニウムなどの金属元素の合計含有量が0.0
1重量%以下、特に0.005重量%以下のものを使用
することが好ましい。B2O3及びCaOの合計含有量が
0.1重量%を超えるh−BN粉末を使用した場合、こ
れらの不純物は水溶液中でイオンを発生するため、吸湿
による耐電圧低下が生じる場合がある。また、炭素及び
金属元素の含有量が0.01重量%を超えるh−BNを
使用した場合、h−BN粒子中の導電層の存在により、
たとえ上記式(1)の関係を満たしても、十分な耐電圧
向上効果が得られない場合がある。
【0016】なお本発明の電気絶縁性部材の母材となる
樹脂又はゴムとしては、特に制限はなく、一般の電気電
子部品に使用されているものがを用いることができ、例
えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミドなどの
熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などの熱
硬化性樹脂、天然ゴム、合成ゴム、シリコーンゴム等の
ゴムなどが挙げられる。
樹脂又はゴムとしては、特に制限はなく、一般の電気電
子部品に使用されているものがを用いることができ、例
えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミドなどの
熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などの熱
硬化性樹脂、天然ゴム、合成ゴム、シリコーンゴム等の
ゴムなどが挙げられる。
【0017】
【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に示すが、本発明は下記の実施例に制限されるもので
はない。
的に示すが、本発明は下記の実施例に制限されるもので
はない。
【0018】[実施例1〜6、比較例1,2]密度が
1.0g/cm3で耐電圧が25kV/mmのシリコー
ンゴムコンパウンド100重量部、B2O3及びCaOの
合計含有量が0.07重量%、炭素及び金属元素の合計
含有量が0.008重量%、平均粒子径が表1に示す通
りのh−BN粉末7.5重量部、及びビス−2,4−ジ
クロロベンゾイルパーオキサイド1.5重量部よりなる
組成物をカレンダーロールにてシート状に成形し、30
0℃で20分間熱加硫を行い、厚さ1.0mmのシリコ
ーンゴムシートを得た。このシリコーンゴムシートにつ
きその耐電圧を測定した。結果を表1に併記する。
1.0g/cm3で耐電圧が25kV/mmのシリコー
ンゴムコンパウンド100重量部、B2O3及びCaOの
合計含有量が0.07重量%、炭素及び金属元素の合計
含有量が0.008重量%、平均粒子径が表1に示す通
りのh−BN粉末7.5重量部、及びビス−2,4−ジ
クロロベンゾイルパーオキサイド1.5重量部よりなる
組成物をカレンダーロールにてシート状に成形し、30
0℃で20分間熱加硫を行い、厚さ1.0mmのシリコ
ーンゴムシートを得た。このシリコーンゴムシートにつ
きその耐電圧を測定した。結果を表1に併記する。
【0019】なお、上述した式(1)に上記条件を当て
はめると、本発明に係るh−BNの平均粒子径の範囲
は、0.1μm≦d≦21.875μmである。
はめると、本発明に係るh−BNの平均粒子径の範囲
は、0.1μm≦d≦21.875μmである。
【0020】
【表1】
【0021】[実施例7〜11、比較例3〜5]不純物
含有量が上記実施例と同じ表2に示す平均粒子径のh−
BN粉末を使用し、これらのh−BN粉末の添加量を1
5重量部とした以外は上記実施例と同様にしてシリコー
ンゴムを作成し、その耐電圧を測定した。結果を表2に
併記する。
含有量が上記実施例と同じ表2に示す平均粒子径のh−
BN粉末を使用し、これらのh−BN粉末の添加量を1
5重量部とした以外は上記実施例と同様にしてシリコー
ンゴムを作成し、その耐電圧を測定した。結果を表2に
併記する。
【0022】なお、この場合、上記式(1)に上記条件
を当てはめると、本発明に係るh−BN粉末の粒径は、
1.25μm≦d≦23.75μmである。
を当てはめると、本発明に係るh−BN粉末の粒径は、
1.25μm≦d≦23.75μmである。
【0023】
【表2】
【0024】[実施例12〜14、比較例6,7]h−
BN粉末として、平均粒子径が9.0μm、B2O3とC
aOの合計含有量が0.06重量%、炭素及び金属元素
の合計含有量が表3に示す通りのものを使用した以外は
上記実施例と同様の方法でシリコーンゴムシートを作成
し、その耐電圧を測定した。結果を表3に併記する。
BN粉末として、平均粒子径が9.0μm、B2O3とC
aOの合計含有量が0.06重量%、炭素及び金属元素
の合計含有量が表3に示す通りのものを使用した以外は
上記実施例と同様の方法でシリコーンゴムシートを作成
し、その耐電圧を測定した。結果を表3に併記する。
【0025】
【表3】
【0026】
【発明の効果】本発明の電気絶縁性部材は、六方晶系窒
化硼素粉末配合による樹脂又はゴムの耐電圧向上効果が
最大限に発揮され、耐電圧材料として有効に使用でき
る。
化硼素粉末配合による樹脂又はゴムの耐電圧向上効果が
最大限に発揮され、耐電圧材料として有効に使用でき
る。
【図1】窒化硼素粉末の平均粒子径が本発明範囲より小
さい場合の電気経路の概念を示す断面図である。
さい場合の電気経路の概念を示す断面図である。
【図2】窒化硼素粉末の平均粒子径が本発明範囲より大
きい場合の電気経路の概念を示す断面図である。
きい場合の電気経路の概念を示す断面図である。
【図3】窒化硼素粉末の平均粒子径が本発明範囲内の電
気経路の概念を示す断面図である。
気経路の概念を示す断面図である。
1 h−BN粉末 2 樹脂又はゴム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樫田 周 群馬県安中市磯部2丁目13番1号 信越化 学工業株式会社精密機能材料研究所内
Claims (1)
- 【請求項1】 樹脂又はゴム中に六方晶系窒化硼素粉末
を分散配合してなる電気絶縁性部材において、上記六方
晶系窒化硼素粉末をその平均粒子径と配合量及び該粉末
が配合される樹脂又はゴムの密度との関係で下記式
(1)を満たすように配合したことを特徴とする電気絶
縁性部材。 0.25ρx−2.5≦d≦0.25ρx+20 ・・・(1) (但し、式中ρは樹脂又はゴムの密度(g/cm3)、
xは樹脂又はゴム100重量部に対する六方晶系窒化硼
素粉末の配合量(重量部)、dは六方晶系窒化硼素粉末
の遠心沈降式粒度分布測定法による平均粒子径(μm)
であり、平均粒子径dは少なくとも0.1μm以上、配
合量xは少なくとも1重量部以上である。)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25553692A JPH0676624A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 電気絶縁性部材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25553692A JPH0676624A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 電気絶縁性部材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0676624A true JPH0676624A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=17280097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25553692A Pending JPH0676624A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 電気絶縁性部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0676624A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007137720A (ja) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Teijin Ltd | 窒化ホウ素ナノチューブ含有ポリマー分散液 |
WO2008091489A1 (en) * | 2007-01-23 | 2008-07-31 | Siemens Energy, Inc. | Insulating tape having a multi-layered platelet structure |
JP2012056818A (ja) * | 2010-09-10 | 2012-03-22 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 六方晶窒化ホウ素粉末及びそれを用いた高熱伝導性、高耐湿性放熱シート |
CN111492474A (zh) * | 2018-02-26 | 2020-08-04 | 电化株式会社 | 绝缘散热片 |
WO2022071225A1 (ja) * | 2020-09-30 | 2022-04-07 | デンカ株式会社 | 窒化ホウ素粉末、及び窒化ホウ素粉末の製造方法 |
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