Abstract
氧化鋁為目前應用最廣的氧化系陶瓷，而研究發現在氧化鋁表面鍍上一層 容易與鋁湯反應的薄層金屬(如鍍鎳或鍍銅)，可大幅提昇氧化鋁粉粒與鋁 湯之濕潤性(wettability)，提高複材的性質，此外氧化鋁亦可加以燒結 可加工製作成各種模具。儲氫電池則是目前最受重視的新能源之一，一般 相信可作為電動車輛的動力來源。而對於儲氫電池合金粉末表面鍍銅及鍍 鎳，則可提昇日後粉末加工所製成金屬氫化物二次電池之性能。本研究發 展使用化學氣相沈積-循環式流體化床(CVD-CFBR)的方法，通入8.3vol％ HCl、28.4vol％H2，及63.3vol％Ar使45μm氧化鋁粉粒流體化而在其表面 上鍍上鎳與銅，以增加金屬與陶瓷的濕潤。並以OM、XRD、SEM、EDX、 ICP-AES進行實驗結果分析。此外亦將經CVD-CFBR所得之Al2O3/Ni之複材 經過CIP的程序下壓成圓柱狀後燒結，測量其密度變化與其孔隙度，探討 不同的滯留時間對燒結結果的影響。並利用此實驗系統，對鎳金屬氫化物 電池合金粉末(Ni-MH)進行CVD-FBR 的表面鍍銅的披覆，以SEM、EDX、XRD 、ICP等儀器設備分析之。在結果方面，以CVD-CFBR對Al2O3進行表面鍍鎳 在760℃以上時，才有較明顯鎳層的生成。而鍍銅反應在725℃時才有鍍銅 反應的現象。而在鍍鎳及鍍銅操作變數探討方面，不添加金屬氯化物仍有 金屬披覆唯其金屬含量甚微；而下層溫度上升與金屬氯化物添加量增加， 有助提昇蒸鍍品質及金屬含量；上層溫度提昇則亦使得使金屬氯化物因受 熱而揮發，不利金屬的披覆。CVD-CFBR對氧化鋁鍍鎳或鍍銅，其披覆行為 均十分相似；而其在氧化鋁表面的金屬薄膜成長也都是屬於3D-島嶼式成 長(3-D Island Growth)。而Al2O3/Ni複材經CIP程序燒結，生成NiO與 NiAl2O4，燒結時間越久孔隙度越小，顯示滯留時間越久其燒結越緻密。 而對於儲氫電池合金表面鍍銅方面，在反應溫度700℃反應3小時，約可鍍 上約0.38μm的銅膜。而合金粉末金加熱後重量約增加7wt%，原因是Zr與 氧進行氧化反應，生成了Zr3O1-x 。 氧化鋁為目前應用最廣的氧化系陶瓷，而研究發現在氧化鋁表面鍍上一層 容易與鋁湯反應的薄層金屬(如鍍鎳或鍍銅)，可大幅提昇氧化鋁粉粒與鋁 湯之濕潤性(wettability)，提高複材的性質，此外氧化鋁亦可加以燒結 可加工製作成各種模具。儲氫電池則是目前最受重視的新能源之一，一般 相信可作為電動車輛的動力來源。而對於儲氫電池合金粉末表面鍍銅及鍍 鎳，則可提昇日後粉末加工所製成金屬氫化物二次電池之性能。本研究發 展使用化學氣相沈積-循環式流體化床(CVD-CFBR)的方法，通入8.3vol％ HCl、28.4vol％H2，及63.3vol％％Ar使45μm氧化鋁粉粒流體化而在其表 面上鍍上鎳與銅，以增加金屬與陶瓷的濕潤。並以OM、XRD、SEM、EDX、 ICP-AES進行實驗結果分析。此外亦將經CVD-CFBR所得之Al2O3/Ni之複材 經過CIP的程序下壓成圓柱狀後燒結，測量其密度變化與其孔隙度，探討 不同的滯留時間對燒結結果的影響。並利用此實驗系統，對鎳金屬氫化物 電池合金粉末(Ni-MH)進行CVD-FBR的表面鍍銅的披覆，以SEM、EDX、XRD 、ICP等儀器設備分析之。在結果方面，以CVD-CFBR對Al2O3進行表面鍍鎳 在760℃以上時，才有較明顯鎳層的生成。而鍍銅反應在725℃時才有鍍銅 反應的現象。而在鍍鎳及鍍銅操作變數探討方面，不添加金屬氯化物仍有 金屬披覆，唯其金屬含量甚微；而下層溫度上升與金屬氯化物添加量增加 ，有助提昇蒸鍍品質及金屬含量；上層溫度提昇則亦使得使金屬氯化物因 受熱而揮發，不利金屬的披覆。CVD-CFBR對氧化鋁鍍鎳或鍍銅，其披覆行 為均十分相似；而其在氧化鋁表面的金屬薄膜成長也都是屬於3D-島嶼式 成長(3-D Island Growth)。而Al2O3/Ni複材經CIP程序燒結，生成NiO與 NiAl2O4，燒結時間越久孔隙度越小，顯示滯留時間越久其燒結越緻密。 而對於儲氫電池合金表面鍍銅方面，在反應溫度700℃反應3小時，約可鍍 上約0.38μm的銅膜。而合金粉末金加熱後重量約增加7wt%，原因是Zr與 氧進行氧化反應，生成了Zr3O1-x 。