Abstract
可導電性碳化鉻顆粒強化氧化鋁基陶瓷複合材料之燒結行為，微結構組織，機械性能及熱性質的關係研究。利用熱壓燒結技術，探討三種不同粒徑的顆粒強化相 (Cr3C2)對複合材料的燒結行為，微結構及機械性能之關係探討。重要結論如下： (1) 較小粒徑的Cr3C2 強化相較大粒徑者，在燒結行為上有，較易緻密化及較顯著之抑制晶粒成長效應。對於機械性質上則有，較高的強化效果；然而其韌化作用則較差。 (2) 在緻密的複合材料內，較小粒徑的Cr3C2顆粒，位在Al2O3基材之晶粒內或晶界上；然而較大的Cr3C2顆粒，則被許多個較小的Al2O3晶粒圍繞，並在Al2O3╱Cr3C2的界面上，伴隨著環狀之自發性微裂痕出現。將緻密的複合材料，施予高溫氧化處理，分析其氧化行為及機械性能變化。其重要結論如下： (1) 整個氧化過程，遵循線性一拋物線的關係模式。 (2) 由於氧化層內有微孔洞的出現，造成氧在該複合材料的擴散速率較在純Al2O3內快。 (3) 材料的破裂韌性在氧化處理後，能更進一步的提昇。而強度值則隨著氧化處理時間的增加，呈先昇後降的變化。複合材料的熱傳導性質研究，可得到重要結論。 (1) 在溫度昇高的過程中，電子增大的貢獻，可彌補聲子降低的損失，故合材料的熱傳係數在不同溫度時，仍大致維持定值。 (2) 如Cr3C2 顆粒在 Al2O3 晶粒內，降低了聲子的平均自由路徑，顯著的降低熱傳係數。可導電性 Al2O3-Cr3C2複合材料的放電加工性能分析，可得到下面重要結論： (1) 當Cr3C2含量超過30 Vol ％時，可允許以放電加工方式處理之。 (2) 於低電流下放電加工，熔解及蒸發是主要材料去除的機構，並且處理後材料機械強度不改變。相反的，在高電流下放電加工，除熔解及蒸發外，熱剝離機構也同時作用，造成材料加工後的強度值，大幅下降。