うねりと粗さを有する円柱面間の低圧下での接触熱抵抗に関する基礎的研究

摘要

固体表面間の接触熱抵抗に関しては，これまでに数多くの研究がなされており，熱が固体どうしの真実接触部と空隙部を並列に流れるとする単位セルモデルに基づく式を始めとし，様々な予測式が提案されている．しかし，これらは1～10MPaあるいはそれ以上の平均接触圧力下で行われている場合が多く，電子機器の冷却を考えた場合，より低圧下での接触熱抵抗の挙動を明確にしておく必要がある．著者らは，これまであまり対象にされてこなかった，0.1～1MPaの範囲の比較的低圧下における，粗さを有する平面間ならびにうねりを有する凸面間の接触熱抵抗について理論的，実験的に検討した．その結果，橘，佐野川により提案された，単位セルモデルに基づく予測式を0.1～1.0MPaの低圧側にまで拡張し導入した結果，実験結果は両者の間に挟まれること，またうねりによるマクロな縮小と拡大を考慮する必要があることを示した．ここでは，既報に引き続き，0.1～0.5MPaの範囲の低圧下における，粗さを有する平面と凸面間の接触熱抵抗ならびに接触熱抵抗の評価式における最大粗さについて理論的，実験的に検討した結果を報告する．