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研究生:吳柏勳
研究生(外文):Bor-Shiun Wu
論文名稱:以射出成型技術製作氮化矽陶瓷元件製程之開發研究
論文名稱(外文):Investigation of Fabricating Silicon Nitride Components by Injection Molding
指導教授:黃肇瑞黃肇瑞引用關係
指導教授(外文):Jow-Lay Huang
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:氮化矽射出成型溶劑脫脂熱脫脂
外文關鍵詞:Silicon NitrideInjection MoldingSolvent DebindingThermal Debinding
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結構陶瓷的市場在國內一直未能打開,其主要原因之一是因為成型技術無
法突破,以至於無法廣泛應用,而陶瓷粉末射出成型技術具有低成本、可
量產、可製作複雜形狀成品的特質實驗對於黏結劑的系統和陶瓷體積載量
的選擇;射出成型參數的設計,溶劑脫脂和熱脫脂過程中化學和物理變化
,至最後進行高溫燒結製作成品等作一系列研究並找出適當的製程參數。
本文除了對於氮化矽射出成型之製程參數研究之外,並使用孔隙儀、FT-
IR、EDS、SE 、XRD、 TGA/DTA、OM、Instron、粒徑分佈測量儀等作分析
以作為數據迴歸的參考,以改良燒結後的微結構和机械性質。實驗結果發
現,氮化矽添加少量的氧化鋁和氧化釔等助燒結劑的混合粉末,其粉末平
均粒徑為0.52微米,在黏結劑中之陶瓷體積載量為55 Vol%時對於射出成
型使用有適當的黏度。在射出條件控制方面,其射出時的壓力和速度對射
出物有不同的影響。實驗得知,當射出壓力在 550公斤/平方公分和速
度40毫升/秒時為較佳的實驗參數。脫脂方面,本實驗先使用溶劑脫脂,
利用溶劑正庚烷將浸置其中的射出胚體中的石臘和硬脂酸等副黏結劑大部
份萃取出來,並再利用脫脂爐加熱使射出胚體中殘餘黏結劑熱分解脫除。
由實驗得知射出物浸置在 90℃的正庚烷溶劑中4 小時後達到一平衡值,
而且經溶劑脫脂之處理後使熱脫脂時間大幅縮短至7 小時完成並使生胚減
少缺陷產生和提高生胚強度。脫脂後之生胚,經由冷均壓處理後,再進行
氮氣氛高溫燒結,由實驗得知經由冷均壓處理後之生胚在氮氣氛1800℃持
溫1 小時的條件下進行燒結,其生胚強度和燒結強度均有顯著增加。就氮
化矽單一材質射出成型而言,此製程可得 97%相對密度和850MPa燒結強度
的氮化矽射出成型體。
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