【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.06.11】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NM0227
利用課題名 / Title
Cu粉末の焼結における酸素量変化
利用した実施機関 / Support Institute
物質・材料研究機構 / NIMS
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies（副 / Sub）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials
キーワード / Keywords
パルス通電焼結, 純銅, ガスクロマトグラフ/ Gas chromatography,易循環型材料設計技術/ Recycling-friendly material design technology
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
南口 誠
所属名 / Affiliation
長岡技術科学大学 技学研究院
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
藤井 湧
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
純銅は，低い電気抵抗と高い熱伝導を有する金属材料であり，電子回路，コイル，各種電極，放熱素子など，様々な電子機器や電気部品などで利用されている．一般にはバルクの機械加工や鋳造，塑性加工などで部品作製されることが多い．近年は，小型部品を中心に粉末冶金による純銅部品の作製も進められている．一般に銅粉末の表面には酸化物膜が存在するため，高純度化は難しい．一方，パルス通電焼結は高速焼結が可能な方法として注目されており，金属やセラミックスに広く応用され，近年では商用利用もされている．そこで，ここでは，純銅粉末をパルス通電焼結を行った際，銅粉末表面の酸化物層がどうなるか検討した．一般に，パルス通電焼結では，黒鉛型を用いて真空下で加圧焼結するため，還元雰囲気での焼結となる．そのため，還元しやすい酸化銅は還元する可能性がある．
実験 / Experimental
水アトマイズ銅粉末（平均粒径106μm）を出発原料とし，型温度400から700℃，保持時間5min，加圧力30MPaで焼結を行った．得られた焼結体の密度はトルエンを用いたアルキメデス法により測定した．また，組織観察を光学顕微鏡と走査型電子顕微鏡で行った．X線回折による相同定も実施した．
結果と考察 / Results and Discussion
原料粉末は，主成分のCu以外にCu2Oを含んでおり，その粒子表面に酸化銅を有していることがわかった．型温度600℃で相対密度98％に達し，ほぼ緻密化した．一方，出発粉末はおおよそ0.2mass%の酸素を有していたが，400から500℃で焼結した焼結では0.3mass%程度に増加し，600℃でおおむね原料粉末程度の酸素量になった．焼結中に発生する炭酸ガスによってむしろやや酸化する結果となった．粉末粒子に存在する酸化銅膜は焼結後にも認められ，700℃で焼結したものでも粉末粒子の形状を残した形で存在した．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 粉体粉末冶金協会2025年度春季⼤会（第135回講演⼤会） 日時：2025.5.29 タイトル：粒子表面に酸化物層がある水アトマイズ銅粉末の放電プラズマ焼結
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件