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陶瓷材料具有較佳之高溫強度、硬度、化學穩定性及抗腐蝕性等優點 ,而且其密度低。但是,陶瓷材料的韌性太低及強度分散等特徵,導致在 分析此材料的可靠性及壽命預估上,不能作正確的評估。相對的,金屬材 料具有良好的延性、韌性及高的再現性,但其缺點為低的高溫強度。為了 結合上述兩種材料的優點,金屬/陶瓷複合材料的研究已被陶瓷及冶金學 家所重視。 氮化鋁(AlN) 具有高導熱率,高電絕緣性和低的熱膨脹係 數等優點,而且抗熱衝擊性佳,在2000C 以內的高溫非氧化氣氛中很穩 定, 但是氮化鋁陶瓷的低韌性,限制其應用的範圍。 實驗中以氮化鋁 和 3wt%氧化釔作為基材,加入各種不同添加量的 Al,在常壓中進行燒 結,燒結的條件為1800C ,1小時,並通入氮氣為保護氣氛。在升溫過程 中,為避免試片中Al的揮發,採用有螺紋可密閉性良好的坩堝,並以 75 wt % Al/AlN 成分粉末作為粉未床( Powder bed)。 實驗結果發現 ,試片在1800C 燒結 1小時的密度達最) 高值,添加 20 wt% 和 30 wt %Al的生胚其燒結體的相對密度可達理論密度的93%左右,且其殘留的Al 含量接近30%。 Al/AlN複合材料的硬度小於 300 kg/mm,但其壓痕上沒 有裂縫的傳播,強度低於180MPa,但其韌性可達燒結 AlN的3 倍( 約 9 MPa*root millimeter),Al對AlN 的潤溼相當好,沒有分離 (debonding) 及界面破壞(interfacial fracture), 破壞模式有鋁的延性破壞及顆粒的 劈裂,類似於以顆粒強化的金屬基複合材料。
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