Abstract
本研究嘗試將早期氧化鋁/高嶺土/CMC 配料之氧化鋁以陶瓷纖維取 代，期望能由陶瓷纖維在基材內，縱橫交錯，產生類似網狀的結構，使成 品強度與穿透性有所改善，以增加陶瓷基材的應用範圍。在實驗上我們改 變纖維添加的形式、添加量及燒結溫度等變數進行探討，結果發現共有六 組配料所製得的基材性質較早期高嶺土/氧化鋁基材(其平均孔徑1微米、 穿透性200~400 x10-7 mol/m2-sec-Pa、強度約60MPa)為佳，而在綜合考 量穿透性與強度因素後，吾人挑選添加經研磨後之纖維含量9.2 weight% 於1450℃(2hr)下燒結而得的基材為最佳支撐材，其性質為平均孔徑1.7mm 、穿透性599 * 10-7mol/m2-sec-Pa、強度70.6MPa。 針對製程變數( 燒結溫度、纖維含量及纖維長短的效應)對高嶺土/ 陶瓷纖維成品的特性 影響，我們發現以燒結溫度與纖維含量此兩變數對成品特性會有顯著的變 化趨勢，而纖維長短的效應(即研磨與否)經球磨機研磨後，其間的差異性 己大大降低，因而對後續的成品的特性則無明顯的影響。 吾人在前述 的基材上，以噴覆法進行氧化鈦薄膜的覆製，經此法覆膜後的基材，其表 面的粗糙度由4.0+- 0.57微米降至2.93+-0.76微米，且於儀器的表面形態 圖上可明顯看出基材上的鋸齒狀形態已變為較平坦的形態；另一方面針對 過濾法與噴覆法的覆膜技術，我們經由製程、薄膜微結構及薄膜特性的分 析中，發現以過濾法所覆製的薄膜較噴覆法有較高的穿透性、較小的平均 孔徑及薄膜厚度，且粒子於基材表面上的堆積型態則以過濾法較緊密，噴 覆法較鬆散，而兩者的薄膜孔隙度則以噴覆法較大些。 另以高嶺土/ 陶瓷纖維基材進行掃流過濾，實驗結果顯示流通量會隨著時間而衰減，此 乃因基材本身仍有部份的粒子燒結性不良所致；我們將基材經1550℃燒結 溫度處理後，進行相同的實驗發現流通量的衰減己有大幅改善且流通量的 衰減率為0.3x10 5 flux/min， 而商業上的活性碳薄膜的流通量衰減率 為0.01x10 5 flux/min。