窒化ホウ素を利用した高熱伝導材料の開発

第1部 窒化ホウ素の構造制御によるTIMの機能向上

(2026年9月18日 09:45〜11:00)

1. TIMによる放熱の基礎
   1. 固体材料内部での熱輸送 (熱伝導)
   2. 複合材料としてのTIM
   3. TIMに求められる特性
   4. 熱伝導率に優れる複合材料の構造
2. 熱伝導フィラーとしての窒化ホウ素
   1. 熱伝導フィラーに用いられる各種無機材料
   2. 窒化ホウ素の特性 (長所と短所)
3. 窒化ホウ素の特性を活かしたTIM高機能化
   1. 窒化ホウ素/マトリックスポリマー間界面の理解と制御
   2. 窒化ホウ素ナノシート化 (プロセスとサイズ評価)
   3. 窒化ホウ素から成る等方性熱伝導フィラー
4. 課題と展望
• 質疑応答

第2部 窒化ホウ素の剥離技術とナノシートの創出

(2026年9月18日 11:10〜12:25)

　窒化ホウ素などの層状鉱物は、面内の強度は高いもののの、層間はファンデルワールス力で弱く結合しているため、外力を付加することで剥離が進んで厚み10nm以下のナノシートを得ることができる。グラファイトナノプレートや窒化ホウ素ナノシートは強度に優れ、かつ熱伝導も高いために、機械材料と複合化させることで、高強度化や高熱伝導化をはかることができる。他の材料とナノシートを複合化する際に、ナノシートのアスペクト比 (大きさ / 厚み) が最も重要なファクターとなる。アスペクト比が高いほど熱伝導パスの形成に有利であり、そのため、可能な限り面内の大きさを保ちつつ、剥離を進行させるプロセス開発が求められる。 　本セミナーでは層状鉱物を剥離してナノシートを生産するための手法について概説するとともに、熱伝導シートへと応用した事例を紹介する。

1. 熱伝導フィラーについて
   1. 熱伝導フィラーの種類
   2. ナノシートを利用した材料開発の事例
   3. 熱伝導性を高めるためのナノシートの要求仕様
2. 窒化ホウ素の剥離技術
   1. 剥離分散性を高めるためのポイント
   2. 剥離分散プロセスの最先端
   3. フィラーの構造変化による剥離分散性の向上
3. 高熱伝導シートの開発
   1. 高アスペクトナノシートの作製とフィルム化
   2. 内部構造と熱伝導率の関係について
   3. 高熱伝導フィルムの最先端
• 質疑応答

第3部 窒化物フィラーの分散・充填・表面改質・ハイブリッド技術によるポリマー系コンポジットの高熱伝導化

(2026年9月18日 13:10〜14:25)

　近年、サーマルマネージメント材料として熱伝導性フィラーを用いたポリマー系コンポジットが幅広く使用されている。ポリマー系コンポジットの熱伝導率を向上させる微視構造設計手法として、フィラーの最密充填技術・ハイブリッド技術が注目されており、現在、窒化物フィラーが有効な熱伝導性フィラーとして期待されている。 　本セミナーでは、窒化物フィラーを中心として、フィラーの分散・充填・表面改質・ハイブリッド技術等について概説し、高い熱伝導率を有するポリマー系コンポジットの開発ノウハウを習得することを目指す。

1. フィラーの種類と熱伝導率
   1. フィラーの種類と熱伝導率
   2. フィラーの形状
   3. フィラーの粒度分布
2. フィラーの高充填技術
   1. フィラー粒度分布を考慮した粘度予測理論
   2. フィラー最密充填理論
   3. フィラー最密充填によるポリマー系コンポジットの高熱伝導率と低粘度の両立
3. フィラーのハイブリッド化技術
   1. ナノフィラー活用によるネットワーク構造形成事例
   2. ナノ・ミクロハイブリッドフィラーを用いた熱伝導率向上事例
4. フィラーの表面改質技術
   1. フィラーの表面改質方法
   2. 窒化物フィラーの表面改質事例
5. 高熱伝導性ポリマー系コンポジット開発事例紹介
   1. 窒化物フィラーを用いたポリマー系コンポジットの開発動向
   2. 窒化ホウ素とアルミナ粒子のハイブリッド化
• 質疑応答

第4部 異方性を改善した高熱伝導窒化ホウ素フィラーの開発

(2026年9月18日 14:35〜15:50)

　わずか0.2W/mK程度の絶縁体有機樹脂の熱伝導を向上させるために、高熱伝導セラミックスとの複合化が研究されている。しかし、市販のセラミックス粉末は焼結性を重視して作製されているため、一般的に粉末としての熱伝導は低いものであった。 　本研究では、高熱伝導を有する窒化ホウ素 (BN) および窒化ケイ素 (Si3N4) フィラーを化学合成し、エポキシ樹脂に添加することにより作製した高熱伝導ハイブリッド材料について講演する。

1. セラミックス
2. 高熱伝導非酸化物セラミックス
   1. 高熱伝導フィラーの選択
   2. 代表的な材料の熱伝導度
   3. 窒化アルミニウム (AlN)
      1. AIN焼結体の熱伝導度
      2. AlNセラミックスの熱伝導における粒径の影響
   4. 窒化ケイ素 (Si3N4)
      1. Si3N4焼結体の熱伝導度
      2. Si3N4セラミックスの平均粒径と熱伝導度の関係
   5. 窒化ケイ素 (Si3N4) 化ホウ素 (BN)
      1. SiCセラミックスの熱伝導度
      2. 非酸化物セラミックスの熱伝導度と電気伝導
3. 高熱伝導ハイブリッド材料
   1. Si3N4ナノワイヤー添加エポキシハイブリッド材料
   2. BN凝集体添加エポキシハイブリッド材料
   3. 化学合成BN添加エポキシハイブリッド材料
• 質疑応答

第5部 窒化ホウ素の分散制御と樹脂複合放熱材料の開発

(2026年9月18日 16:00〜17:15)

1. 窒化ホウ素の種類について
2. 窒化ホウ素と樹脂の組み合わせ
3. 分散処理と評価
4. 窒化ホウ素/樹脂複合放熱材の試作
   1. 窒化ホウ素/エポキシ樹脂
   2. 窒化ホウ素/シリコーン樹脂
   3. 窒化ホウ素/ウレタン樹脂
   4. 窒化ホウ素/セルロースナノファイバー
• 質疑応答