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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:周天賜
研究生(外文):Tain-Syh Jou
論文名稱:銅及其合金之高溫氧化性質研究
論文名稱(外文):A Study on the High Temperature Oxidation Behavior of Copper Alloys
指導教授:蔡文達;李汝桐
指導教授(外文):Wen-Ta Tsai;Ju-Tung Lee
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:材料科學(工程)研究所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1994
畢業學年度:82
語文別:中文
中文關鍵詞:純銅銅合金高溫氧化
外文關鍵詞:pure coppercopper alloyhigh temperature oxidation
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本研究的主要目的在探討合金元素的添加對金屬銅之抗高溫氧化性質的影
響。實驗選擇純銅、Cu-33.7Zn黃銅、Cu-1.86Be鈹銅等三種銅材料在
700-900℃ 一大氣壓空氣中分別進行0.5、1、10、20小時的氧化,氧化
後的試片分別以電子顯微鏡觀察試片的表面和橫截面形態,且以表面分析
儀器(XRD、EPMA、XPS、AES) 分析氧化試片表面生成的氧化物種類。另外
,並以熱重分析儀求得三種材料於五種氧化溫度之重量增加曲線,並作數
據處理,以獲得氧化動力學上的參考數據。由觀察氧化後試片橫截面和X
光繞射分析結果發現:純銅經700-900℃ 一大氣壓空氣氧化後表面會生
成內層較厚的CuO和外層較薄的CuO ,內層氧化物和底材間會因氧化過程
中空孔向內擴散聚集造成有間隙的產生,以致於長時間氧化後氧化物與基
材有剝離的現象;另外,本研究也發現純銅在700-900℃ 的大氣環境中,
表面會有氧化銅的鬚晶生成物生成,此生成物會隨氧化時間的增加而明顯
增加,但卻隨氧化溫度的升高而有消減的趨勢。黃銅於700、800℃二種溫
度氧化環境中只發現單一的氧化層ZnO且都剝離了基材表面,而在900℃
長時間氧化後的試片表面卻由內而外生成ZnO、Cu2O、CuO等三種與基材緊
密結合的氧化層結構。至於含1.86 wt%鈹的鈹銅合金於氧化後其氧化物之
附著性良好,在700-900℃ 間沒有氧化層剝落的現象,氧化物亦呈層狀結
構,最外層為銅之氧化物,而有氧化鈹生成成於氧化銅與基材之間。由熱
重分析的數據顯示:三種銅材料以鈹銅有最佳的抗高溫氧化性,黃銅次之
,純銅最差;其原因是因為二元合金元素鈹和鋅的添加可分別在基材表面
形成一層氧化鈹和氧化鋅的保護性氧化皮膜,阻絕了基材銅離子進一步的
氧化,降低了銅的氧化速率。熱重分析所得之重量增加曲線經數據處理後
以拋物線速率方程式作近似迴歸得到:純銅於700-900℃ 一大氣壓空氣中
的氧化活化能為 137.3 kJ/mol, 黃銅於700-800℃ 的氧化活化能則為
212.34 kJ/mol;而鈹銅的重量增加曲線以對數速率方程式作近似迴歸所
得到的氧化活化能則為11.344kJ/mol。三種銅材料的氧化速率都隨著溫度
的增加而增加。
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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