粉末冶金法製造銅- 鋁- 鎳形狀記憶合金之研究

Abstract

形狀記憶合金傳統上係使用鑄造法製造。因此製造過程中材料的損失較大，成份不易 控制，且機械性質不夠理想。本實驗擬採用純金屬粉末，經由粉末冶金法來研製Cu A l Ni形狀記憶合金，並利用光學，電子顯微技術X-ray 繞射法，機械性質測試借以了 解製造過程的變化情形，實體結果可得下列結論： 1.由粉末合金法確實可製造記憶合金，但以目前所用的原料和燒結過程，繞結後試片 的密度只有理論密度的70±2%孔隙太多，因此必須經由熱滾軋以提高密度。當試片 密度達95％T.D 時，其拉伸強度即與傳統鑄造法相當。密度再提高時，拉伸強度則 更良好。 2.由成份分析結果得知燒結後，即使以目前所用不理想的混合方法，試片的成份百分 比仍然大部份在4 ％左右。由此可見粉末冶金法在製造銅基形狀記憶合金時，其成 份控制比較容易。 3.燒結後，試片體積膨脹，密度下降。其可能原因有氣體膨脹，相變化，粉體顆粒受 液體作用而分開、氣化等，所以有待進一步研究解釋這個問題；諸如選用較圓的粉 末以減低燒結前試片內氣體的含量。 4.在燒結過程中，隨溫度的上升，鋁首先熔解，可能促使顆粒分開，導致體積膨脹， 密度下降，鋁被銅、鎳吸收而形成固溶體，進入固相燒結階段，所以本實驗之燒結 機構應屬於暫態液相燒結機構。在進入固相燒結後，密度的增加很緩慢，因此利用 熱滾軋以提高燒結物的密度至理論密度的90％以上。