粉末燒結法製作氧化鋯與鈦混體經1500°C /1h於不同真空度後的微觀結構分析

Abstract

將鈦及添加3 mol%氧化釔的部份安定氧化鋯粉體混合成不同比例的試片，分別在真空度1 x 10-3 atm、5 x 10-1 atm及1 atm下，經過1500°C/1h燒結。量測其收縮率、密度及硬度，討論其物理性質；並利用SEM、XRD與TEM/EDS來鑑定其微觀結構。在真空度5 x10-1 atm下燒結試片收縮率較大，密度較高，燒結較緻密，而同樣的硬度也最高。在TEM的觀察中發現，當鈦含量≦30 mol%，真空度1 x 10-3 atm時，鈦會和氧化鋯中的氧反應形成TiO，並造成缺氧氧化鋯產生；在真空度5 x 10-1 atm時，部分TiO的氧來源是從氧化鋯，而部分TiO的氧是從氣氛中得到，透過EDS的分析中，發現TiO固溶N而形成TiO(N)；在真空度1 atm時，觀察到TiO2和TiN。當鈦含量介於30~70 mol%，真空度1 x 10-3 atm時，觀察到α-Ti(Zr,O)；在真空度5 x 10-1 atm和1 atm時，分別觀察到TiO(N)及TiN。當鈦含量≧70 mol%，在真空度1 x 10-3 atm下，則觀察到α-Ti(Zr,O)和Ti2ZrO的析出以及c-ZrO2。而在真空度5 x 10-1 atm和1 atm時，只有觀察到TiO(N)及TiN，並無α-Ti(Zr,O)及Ti2ZrO。