GRAPHENE BLOCK ®

グラフェンブロック

グラフェンブロックの特徴

グラフェンブロックは、グラフェンを原料に用い、独自の成型技術によって製造された高機能グラファイトブロックです。従来のグラファイトブロック(等方性黒鉛)は等方性であり、強度に優れるものの、熱伝導性、電気伝導性が金属よりも劣る特徴があります。グラフェンブロックは、極めて高い異方性を有し、結晶性に優れており、従来のグラファイトブロック(等方性黒鉛)に比較して極めて高い熱伝導性、電気伝導性をもっています。また、動摩擦係数が低い為、固体潤滑材としても特徴的な性能を有しています。高い超音波減衰性と高い熱伝導度を有する為、超音波発信子の熱を効率的に放熱する超音波プローブのバッキング材としても高い有用性を示しています。機械工学・電気工学以外にも医療・産業分野での応用が期待できます

グラフェンブロックの特徴

グラフェンブロックおよび従来品との物性比較

グラフェンブロック 等方性黒鉛 高配向性熱分解黒鉛
(HOPG)
高い異方性 等方性 代表的なサイズ 12 x 12 x h2 mm
InALA製品 従来材 従来材
配向性 異方性 等方性 異方性
嵩密度 (g/cm3) 2.2 1.7~1.9 2.2
反磁性磁化率 1)
(x10-6)
配向軸 (Z) -456
非配向軸 (X) -72
非配向軸 (Y) -87
任意 -122 配向軸 (Z) -450
熱伝導度 (W/m・K) 800~1000 2)/td> 70~150 3) 1000~1800 3)
(100~12mm)

1)磁化率の負の値が大きい程、高い結晶配向を意味します
2) InALA電気-熱伝導度換算法
3) 文献値


グラフェンブロック加工部材

グラフェンブロック加工部材の特徴

グラフェンブロックは、グラフェンを原料に用い、独自の成型技術によって製造された高機能グラファイトブロックです。

ブロック形状からスライス加工にて、板形状を切出すプロセスのため、ブロック形状から切り出す方向によって、面内方向のみに加えて、面内の1方向と厚さ方向に高い熱伝導度を有する部材を作成でき、熱伝導の方向性を制御することが可能です。

放熱材として伝熱できる熱量は熱伝導度のみならず“厚さ”に依存し、厚いものほど、多くの熱量を運ぶことが可能です。従来のグラファイト系放熱部材は、熱伝導度の良いものは厚さに限界があり、厚さが厚いものは熱伝導性が低いという課題があるため限定的な用途で使用されていました。

弊社のグラフェンブロック加工部材はグラフェンを原料に高密度・高異方性にグラファイト化するために、従来に比較して100倍以上の厚肉化が可能です。このため、従来はグラファイト系放熱部材の適応が難しかった、汎用用途での高い放熱特性が得られるようになりました。

ブロック形状から板形状を切り出す方向により熱伝導の方向を制御可能


グラフェンブロック加工部材の優位性

各種放熱部材の熱伝導度と厚さの比較

グラフェンブロック加工部材の用途

汎用PC、 産業用PC、 データセンター、 LED、 EV、 車載電子機器、 半導体製造装置、 工作機械、 ロボット電子機器などに使用される放熱部材、伝熱部材、冷却部材、熱交換部材 インバーターやパワー半導体などの放熱・冷却部材

適用例:放熱、熱伝達、冷却

ヒートスプレッダー(薄板) 金属ハイブリッド放熱板 ハイブリッドヒートシンク
伝熱パーツ 熱交換器(水冷) 伝熱板(厚板)


グラフェンブロック加工部材の仕様

グラフェンブロック加工部材の仕様

品種 グラフェンブロック加工部材
XY XZ
熱伝導度 平面方向 X・Y : 700~1000#1 X : 700~1000#1
[W/m・K] Y : 20
厚さ方向 Z:20 Z:700~1000#1
線膨張係数[1/K]
(室温~400℃)
平面方向 X・Y:1~4×10-6 X: 1~4×10-6
Y :30~50×10-6
厚さ方向 Z:30~50×10-6 Z:1~4×10-6
耐熱温度[℃] 空気中 500
不活性ガス中 3000
比熱[J/(g・K)] 0.76
放射率 0.8
嵩密度[g/cm3] 2.2
曲げ強度 [MPa] 10 8~12
(配向により2)
曲げ弾性率 [MPa] 1000 1000 (配向により測定不可)
圧縮強度 [MPa] 20 12
固有抵抗値 [Ω・cm] XY : 10-4 XZ : 10-3
ビッカース硬さ [HV] 4.5 7.2
表面粗度 Rz=20µm Rz=10µm
成分 炭素のみ 炭素のみ

型番 InALA電気ー熱
伝導度換算法#1
キセノンフラッシュ法
(Vertical)#2
曲げ強度 最大サイズ(mm) 最小厚み(mm)
(W/m.K) (W/m.K) (MPa) XY XZ XY XZ
SP7 700 450 12 127x76 127x100 0.5 1.5
SP9 800 500 10 100x70 100x100 0.5 1.5
SP11 900 600 8 100x70 100x100 0.5 2.0
SP12 1000 700 8 Φ70#3
48x48
48x30 0.5 2.0

#1 InALA電気-熱伝導度換算法
#2 キセノンフラッシュ(Vertical)法
#3 加工上、一部がカットされた形状になります。(下図参照)。
加工上、一部がカットされた形状


グラフェンブロック加工部材の写真


グラフェンブロック加工部材のコーティング

グラファイト(カーボン)特有の発塵・絶縁対策に各種コーティングで対応が可能です。

発塵防止・絶縁コーティング

ノンコート 高強度化コート 絶縁・発塵防止コート
表面抵抗 [Ω/□] 10-4 102 1013
曲げ弾性 [MPa] XY : 1000 XY : 1000 XY : 970
圧縮強度 [MPa] XY : 20 XY : 32 -
曲げ強度 [MPa] XY : 10 XY : 20 XY : 10
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