不同組成CeO2/ZrO2複合材料與鈦金屬高溫擴散反應

Abstract

不同組成CeO2/ZrO2複合材料與鈦金屬高溫擴散反應 研究生 : 彭翊瑋 指導教授 : 林健正 國立交通大學材料科學與工程研究所

摘要 以燒結法製備不同組成之CeO2/ZrO2(Cerium/Zirconia)複合材料，與鈦(Titanium, Ti)在1atm 氬(Ar)氣氛下，進行1550℃/4 hr之擴散反應，探討CeO2含量對CeO2/ZrO2陶瓷複合材料與鈦金屬高溫擴散介面反應之影響。本實驗利用X光繞射(x-ray diffraction, XRD)、掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscopy/energy dispersive spectroscopy, SEM/EDS)，分析擴散反應後介面之微觀結構。實驗結果顯示，Ce2Zr2O7本身為一個具有氧空孔的結構(pyrochlore structure)，因此會讓氧的擴散速度變快，使得Zr擴散速度也變快，因此在30mol% CeO2/ ZrO2反應層Ⅲ厚度特別厚。50mol% CeO2/ ZrO2則是因為有secondary CeO2析出會抑制Ti、Zr、O的互擴散，因此反應層厚度較30mol% CeO2/ ZrO2來的薄。實驗發現CeO2含量增加時會抑制氧化鋯側Zr擴散到Ti側的量，使得Ti側β΄-Ti 含量越來越少，到了Ti與70Ce/30Zr反應時已經完全沒有β΄-Ti的析出。