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.     

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.