以粉末燒結法製造Cu/TiO□複合材料

Abstract

以粉末冶金(PM)法在銅中混入 TiO□形成Cu/TiO□金屬基複合材料(MMC) 對於銅的 機械性質可有明顯的提升。因為 TiO□能在銅中形成散佈強化的效果。而要達到此 一效果的主要關鍵主要受Cu/TiO□間鍵結良否與散佈條件所控制。經由無電鍍銅法 在 TiO□表面鍍上一層銅薄膜予以活化，可使 TiO□粒子與銅基地間有良好的鍵結 (bonding) 。 本研究詳細探討在 TiO□表面進行無電鍍銅流程中所受各種參數（溫度、濃度、時 間等）對以粉末燒結(Sintering) 製造之Cu/TiO□複合材料性質之影響。TiO□ 含 量 0∼10wt﹪的銅基複合材料之機械性質如強度、硬度、伸長量、密度、電阻等均 予以測量，並比較鍍銅活化 TiO□與未鍍銅活化 TiO□對複合材料機械及電阻性質 之影響及其形成之微結構與破壞機構。所有情況皆顯示經鍍銅活化處理 TiO□形成 的複合材料都比未鍍銅者好很多。前者在10wt﹪ TiO□時之降伏強度(0.2﹪ Yield Strength) 比純銅高出 283﹪。而硬度在鍍銅 TiO□含量10wt﹪時更可提高約71﹪ 。 因為 TiO□顆粒細小，在混泮中不易被打散，極易自行集結造成空孔，影響其機械 性質。先導實驗顯示 TiO□在 Cu 基底中之分散度按下列 TiO□粉和 Cu 粉之混合 方法而增進：1.乾式混合 2.在丙酮中混合 3.在丁醇中混合 4.用機械合金法 ( Mechanical Alloying)混合。因此，藉丁醇中混合及機械合金法所獲得的燒結產品 也具有較佳之機械與電氣性質。