スペースシードホールディングス株式会社は、岡山理科大学 理学部の森嘉久教授との共同研究成果を、北海道大学 札幌キャンパスおよびオンラインで開催された第87回応用物理学会秋季学術講演会において発表しました。既存の放電プラズマ焼結（SPS）装置に後付けできるクランプ式超高圧SPS装置を用い、銅とダイヤモンドの複合材料を低温・短時間で作製する予備検討の結果を報告しています。ダイヤモンドを20〜40体積%含む試料において、形状を保持した回収物が得られました。

背景と技術的課題

銅-ダイヤモンド複合材料は、高い熱伝導率と低い熱膨張率を兼ね備えることから、パワー半導体の実装などに用いる放熱材料として期待されています。ダイヤモンドの含有率を高めることは熱特性の向上に有効である一方、焼結性が低下することが課題となっていました。

従来の作製手法のうち、高圧高温（HTHP）法は高ダイヤモンド含有率化に優れるものの大型設備を必要とします。また、低温・短時間プロセスが可能なSPS法では、高ダイヤモンド含有率化に有効とされるGPa級の圧力を導入することが容易ではありませんでした。

実験方法と外観観察の結果

本研究では、平均粒径約5μmの銅粉末とダイヤモンド粉末を原料として使用しました。ダイヤモンド含有率を20、40、60体積%の3水準とし、混合粉末を窒化ホウ素（BN）チューブ内に充填したうえで、クランプ式超高圧SPS装置で焼結を実施しました。焼結条件は、加熱状態の推定圧力2GPa以上（約2万気圧以上）、加熱速度30℃/分、焼結温度700℃、保持時間5分です。

得られた試料の外観観察を行ったところ、ダイヤモンド含有率20〜40体積%では形状を保持した回収物が得られました。60体積%では形状を保持したものの、表面の摩耗による粉状の脱落が認められました。これらの結果から、超高圧SPSが高ダイヤモンド含有の銅-ダイヤモンド複合材料の低温・短時間作製に有効である可能性が示唆されたとしています。

今後の展開と特許出願

今回の発表内容は外観観察に基づく予備的な検討であり、今後は組織観察や熱特性の評価を通じて本手法の有効性を検証していく方針です。スペースシードホールディングス代表取締役の鈴木健吾氏は、大型の高圧設備に頼らず既存装置への後付けでGPa級の高圧下焼結を試せることを示せたとし、今後評価を進めて結果を順次報告していく旨をコメントしています。

なお、本発表に関連する技術として、同社と森嘉久氏は2026年8月22日に以下の特許2件を共同出願しています。

• 特願2026-192206：高圧発生装置、高圧焼結装置、高圧焼結ユニット、部品セット及び焼結体の製造方法
• 特願2026-192205：複合放熱部材の製造方法及び複合放熱部材

スペースシードホールディングス株式会社は、SFをノンフィクションにすることをミッションに掲げる宇宙系ディープテックベンチャービルダーです。

• 本社：東京都港区
• 代表取締役：鈴木健吾
• 公式サイト：https://ss-hd.co.jp/

本記事はスペースシードホールディングス株式会社の発表をもとに作成されています。