鎳—石墨複合電鑄之研究

Abstract

本研究嘗試拓展電鑄製程在功能性材料創製上的應用，針對導電石墨粉進行鎳基複合電鑄，並探討其電鑄特性。本研究之實驗選用微米（μm）等級的導電石墨粉作為分散相，將鍍液添加不同濃度的導電石墨粉，並改變陰極電流密度進行複合電鑄。電鑄完成後觀察鑄層顯微組織，測試其硬度，並進行成份分析，探討添加之石墨粉濃度與鑄層性質之關係。並將複合鑄層加熱至690℃以上使石墨氧化成為二氧化碳，以形成多孔質金屬材料，再進行顯微組織之觀察，以及硬度測試，探討多孔質對於金屬機械性質的影響。 實驗結果發現，複合鑄層的沈積速率會隨著陰極電流密度的增加而提高，而當添加導電石墨粉濃度提高時，鑄層中導電石墨粉的分佈密度會隨之提高，然而其鑄層組織卻會越來越鬆散，且鑄層的硬度也隨之降低。至於陰極電流密度對於複合鑄層硬度的影響在此則較無法比較出。另外，高溫加熱後之複合鑄層的顯微組織並不如預期會產生因導電石墨粉氧化之後所留下的孔隙，反而鑄層組織有重新混合類似燒結的效果，基底的部分也形成如同魚鱗片一般的組織。而高溫加熱後複合鑄層硬度的量測結果顯示其延展性相當差，材料性質也呈現脆性。