Abstract
本論文介紹經由反應燒結製程製作具有高密度及均勻結構之柘榴石。在製作Ｙ3Ｆｅ5Ｏ12方面，運用Ｆｅ2Ｏ3 ╱Ｙ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3╱ＹＦｅＯ3（於１１００℃煆燒），Ｆｅ2Ｏ3╱ＹＦｅＯ3 （於１２００℃煆燒）三種反應燒結粉末製作Ｙ3Ｆｅ5Ｏ12。Ｆｅ2Ｏ3╱ＹＦｅＯ3 （１１００℃煆燒）混合粉末於１４５０℃燒結８小時可得９８•９３％理論密度（ＴＤ）及相當良好微觀結構之燒結體。Ｆｅ2Ｏ3╱ＹＦｅＯ3（１２００℃煆燒）混合粉末於１４２５℃燒結，以極高緻密化速率可得９８•３％ＴＤ之燒結體。以上兩種反應燒結粉末由於在燒結過程中，柘榴石形成反應時體積膨脹，造成粒子間產生推擠力，因而改善粒子堆積情形，燒結緻密化能力亦因此大大提高。相對地，Ｆｅ2Ｏ3╱ＹＦｅＯ3 混合粉末由於在燒結過程中，Ｙ2 Ｏ3 與Ｆｅ2Ｏ3 形成ＹＦｅＯ3 時體積局部收縮，產生許多大且分布不均勻之孔隙，因此其燒結緻密化能力十分差，更由於這些孔隙分布不均勻而導至晶粒異常成長現象容易發生。從實驗結果可知於ＹＩＧ系統中運用反應燒結製程，其燒結緻密化效果並非來自於化學反應所釋放之反應熱，而是受益於ＹＦｅＯ3 與Ｆｅ2 Ｏ3 形成Ｙ3Ｆｅ5Ｏ12反應所帶來之晶粒細化及粒子重排效應，此與一般反應燒結製程有相當大之不同。於Ｙ2.8Ｃａ0.2Ｆｅ0.9Ｖ0.1Ｏ12，（ＹＣＶＧ）X=0.1 ，系統燒結中發現會有一富Ｃａ，Ｖ之液相存在，此液相之存在將提升燒結緻密化能力，然於１４２５℃燒結時，大量液相湧出促成晶粒異常成長現象發生。使用Ｆｅ2 Ｏ3 及ＹＦｅＯ3 （ＣａＯ，Ｖ2Ｏ5）反應燒結粉末於１３７５℃燒結８小時，燒結密度可達９９•１％ＴＤ，較傳統式燒結試片為高，而於１４００℃燒結４小時以上其燒結密度與傳統式燒結法製作試片之密度相近，顯示反應燒結製程於較低溫燒結其效果較為顯著，而於較高溫長時間（１４００℃，４小時以上）燒結，液相之存在將控制整個燒結行為。