热等静压Cr-Si靶材的特性及微结构研究

热等静压(Hot Isostatic Press,HIP)技术是在惰性气氛中,在各向均衡的气体高压力及高温共同作用下,去除材料内部的孔洞及缺陷,以改善机械性质、使粉末材料及表面蒸镀物具一致性、通过扩散键结(diffusion bonding)改善焊接完整性等。热等静压适用于多种材料及器件,特别是铝合金、工具钢、钛、超合金以及蒸汽涡轮零件、医学植入件、自动化铸件、靶材与粉末冶金制品等。考虑到近年来随着高密度、高传输速率光储存媒体及平面显示器的发展,靶材的研究与开发,巳成为光学薄膜制造的关键技术,该文作者以热等静压方法改善金属靶材,比较热等静压前后靶材性质差异和论证批量生产的可行性;并探讨热等静压处理对靶材性质的影响、比较其显微结构变化,以评估热等静压改善金属靶材材之可行性。研究结果显示,利用1 100℃,175 MPa,4 h热等静压的制备流程条件,对3种不同成分配比之Cr-Si热压靶材进行热等静压处理,均可有效改善孔隙率,其中以50Cr-50Si的热等静压效果最为显著,孔隙率可有效降低60%。此外,靶材在经过热等静压后,由于炉内气体的纯化效应而使得靶材的氮、氧浓度皆有所上升,尤其是Si以单独元素形态存在时更甚,从而造成靶材纯度受到影响。

Cr-Si粉末冶金工艺及其物理-力学性能

粉末冶金制作法主要有热压(HP)、热等静压(HIP)及常压烧结(Sinter)三种。采用热压及热等静压法可以很容易地得到高致密化的高温金属硅化物,但若要进行大尺寸的产品烧结,必须提升生产设备的规格和能力,例如加大热压机力吨位、扩大热压炉腔体等,致使设备投资及生产成本相对昂贵。所以大部分厂商宁可采用常压烧结法,虽然该法的高致密化工艺条件不易控制,却因可以制作大尺寸金属硅化物,加上设备投资及生产成本相对降低,使许多大厂已投入相当大的人力和物力在开发此工艺。该文作者试用不同真空烧结温度,造成Cr-Si合金粉末烧结性质的差异,探讨稳定而可大量生产的可行性;并通过对温度的控制,来改善Cr-Si的物理性质与力学性质。结果表明,提高烧结温度会使Cr-Si合金产生部分液相烧结的现象,从而使孔隙率显著下降;但显微结构也随之有偏析与晶粒粗化的现象。

封胶模具镀层对其特性改善的研究

针对降低封胶模具与胶体间的粘模力来进行研究,以现在仍在使用的电镀硬铬、离子氮化,与蒸镀CrN陶瓷硬膜进行对比研究,探讨了不同表面粗糙度对封胶模具特性的影响。

合金元素及模拟热处理对2205双相不锈钢之孔蚀性质影响

本文研究了Ｎｉ元素及不同模拟焊后热影响区（ＨＡＺ）组织对２２０５双相不锈钢孔蚀性质之影响．结果发现：在研究成分范围内，不同Ｎｉ含量对于底材电化学极化曲线之影响不大，其Ｅｎｐ和Ｅｎｐ均在１１００～１２００ｍＶ之间．然而不同冷速之Ｇｌｅｅｂｌｅ模拟ＨＡＺ组织，其极化曲线不但阳极电流密度增加，Ｅｎｐ及Ｅｎｐ下降，钝态区域缩小，且循环扫描以后有明显迟滞现象．显示经过不同冷却时间之热履历，已破坏２２０５双相不锈钢抗孔蚀能力，而蚀孔形成后之再钝化能力也变差．电解分离分析法证实形成Ｃｒ２Ｎ之Ｎ含量超过２００×１０－６时，循环极化曲线积分之Ｑ值有显著增加之趋势，显示ＨＡＺ组织抗孔蚀性质能力主要和Ｃｒ２Ｎ析出量多寡有关，Ｃｒ２Ｎ愈多，孔蚀生长之速率也愈快．但部份ＨＡＺ组织会形成Ｃｒ２Ｎ无析出区。

镍合金在含硫代硫酸根离子之氯化钠水溶液中的孔蚀研究

本文研究硫代硫酸根离子对镍基６９０合金在氯化钠水溶液中之孔蚀行为．发现在单纯硫代硫酸钠水溶液中，镍基６９０合金不发生孔蚀．在氯化钠水溶液中，当添加的硫代硫酸根离子浓度低时，会增进孔蚀的敏感性；当硫代硫酸根离子浓度高时，则反而抑制孔蚀．

镁合金于离子液体中电镀铝之研究

本研究利用AlCl3-EMIC离子液体在AZ91D镁合金表面电镀铝金属，探讨离子液体组成及电流密度对电镀层性质的影响．研究结果显示铝金属可以成功地电镀于AZ91D镁合金表面上．在-0．2V的电位下，在60m／o AlCl3离子液体中可以获得较佳的电镀铝层．另外，在低定电流密度下进行电镀，电流效率较佳，镀层较厚．于3．5％NaCl（by mass）溶液中，铝金属镀层可以大幅提升镁合金之开路电位，并使其表面活性下降．电化学交流阻抗频谱分析显示，镁合金裸材于3．5％NaCl（bymass）水溶液中之极化阻抗值约为470～510Ω·cm^2，镀铝之镁合金极化阻抗值则可提升至5200Ω·cm^2。极化曲线则显示，镀铝之镁合金可以被钝化，其钝化电流密度低至5×10^-5A／cm^2。

铝化与白金铝化涂层对MAR-M247镍基超合金之抗热腐蚀性质影响研究

本文研究MAR-M247镍基超合金表面经铝化涂层或白金铝化涂层处理后,其热腐蚀效应对腐蚀速率与显微组织之影响,并藉试片质量增加量的变化评估抗热腐蚀的能力.铝化涂层之主要组成为-βN iA l相,而白金铝化涂层表面的主要组成为PtA l2相,利用盐喷覆法将Na2SO4被覆在试片表面,置于热处理炉中观测其热腐蚀性.实验得知,铝化涂层和白金铝化涂层均可明显抑制MAR-M247的热腐蚀,且后者之效果更明显,此两种涂层在910℃之Na2SO4环境中的抗蚀性均较MAR-M247合金为佳.