[发明专利]高真空用层间热接合性石墨片

说明书

本发明的目的在于提供即使在高真空条件下作为层间热接合材料也导热特性优异、且不用担心装置内部的污染、释气的材料。本发明的高真空用层间热接合性石墨片的主旨在于：其厚度为9.6μm以下且50nm以上，在25℃下的a‑b面方向的导热率为1000W/mK以上。在本发明中，优选密度为1.8g/cm³以上。本发明的前述石墨片优选为在2900℃以上的温度下对高分子薄膜进行热处理而得到的石墨片，该高分子薄膜优选为选自聚酰胺、聚酰亚胺、聚喹喔啉、聚噁二唑、聚苯并咪唑等中的至少一种。

技术领域

本发明涉及不用担心在超高真空下的释气(outgas)的高真空用层间热接合性石墨片。

背景技术

由于能够除去脑瘤、肝脏、黑色素瘤等在通常的外科手术中无法实施的较深部分的肿瘤而使使用了中子的硼中子俘获疗法(BNCT)受到注目(非专利文献1)。作为该治疗中使用的中子的产生方法，有利用了原子炉的方法和利用了加速器的方法。作为简便且安全的中子产生方法，目前利用了加速器的方法受到了注目。在该装置中使质子阶段性地加速而制成质子束，然后使其撞击被称为靶的金属或石墨制的块，利用该方法制成中子(非专利文献2)。另外，也期待将这样的加速器型的中子产生装置作为对桥梁的钢架的坚固性进行非破坏性检查的装置利用，另外也期望在汽车产业、飞机、航天工业中的利用(非专利文献3)。

为了利用这些加速器产生中子而需要使射束(beam)为大强度。该大强度射束通过靶时，使靶变为高温，有时因热而使靶变形。因此在靶的背后设置冷却用的散热器，使冷却水在其中循环来保护靶免受射束产生的热带来的影响。然而，射束通常周期性地对靶的极少一部分进行过度加热，长期重复进行该过度加热。因此不仅是靶、包括冷却用的散热器在内有因热冲击而破损的担心。通常作为散热器使用的金属因阻碍辐射化、射束而只能够使用特定的金属。例如可以使用：钛(22W/mK)、钒(31W/mK)、钯(72W/mK)、铌(54W/mK)、钽(58W/mK)等，但它们的导热率低。因此，存在来自靶的热无法遍及整个散热器而冷却效率差这样的问题。

另外，在将靶的热传播至散热器时，源自靶-散热器之间的表面形状的热阻成为问题。为了减轻该热阻，层间热接合材料(TIM；Thermal Interface Material)发挥出重要的作用。然而，加速器内保持着超真空状态(10^-6～10^-7Pa)，因此通常使用的散热润滑脂、相变片材会由于释气而使装置内被污染。另外，包含金属、无机填料的TIM有填料飞溅至射束线内部而使其污染的担心。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：专利第4299261号公报

专利文献2：专利第4684354号公报

非专利文献

非专利文献1：财团法人医用核技术研究振兴财团《对身体温和的极致的癌症治疗硼中子俘获疗法》、平成23年5月(財団法人医用原子力技術研究振興財団「体にやさしい究極のがん治療ホウ素中性子捕捉療法」、平成23年5月)

非专利文献2：YAMAGATA,Y.et al,The 27th World Conference of theInternational Nuclear Target Development Society State-of-the-artTechnologies for Nuclear Target and Charge Stripper Japan,Tokyo,September,2014

非专利文献3：山形丰“理研中的小型中子源RANS”(山形豊「理研における小型中性子源RAN S」)(www.rri.kyoto-u.ac.jp/neutron/optics/workshop/.../20130118_06.pdf)