陶瓷薄膜具有耐熱性、耐壓性、耐化學性等優越的性質,可應用於有 機薄膜無法操作之範圍,如廢氣分離、反應氣流分離回收等高溫或極端之 環境。但若欲在高溫下使用陶瓷薄,必需瞭解陶瓷薄膜於高溫下之氣體輸 送行為。本研究之主要目地為建立高溫下陶瓷薄膜透氣率之量測設備及方 法。此外因基材之製作為製作非對稱性薄膜之基礎,我們以Pseudo- Boehmite為黏結劑添加於氧化鋁中試製陶瓷基材。試圖找出最適之 Pseudo-Boehmite添加量與最適之燒成溫度。高溫下陶瓷薄膜透氣率之量 測,必須先解決高溫下透氣池之密封問題。再做透氣率實驗以瞭解溫度、 壓力、氣體分子量對透氣率之影響。我們將透氣率測量之溫度範圍訂在80 ℃~380℃。壓力範圍在 1~4 大氣壓。量測之氣體為 He、N2、O2、Ar、 CO2。樣品為 Velterop 公司生產之氧化鋁陶瓷基材及鍍有g-氧化鋁薄膜 之試片。結果顯示He、N2、O2、Ar等氣體在基材之孔洞中的傳送機構,可 以Knudsen Diffusion 和 Laminar Flow來描述。當溫度升高時會使透氣 率降低。CO2於高平均壓力時有 Surface Flow 之機構發生,此機構之效 應會隨溫度之升高而逐漸減少.在基材之製備的實驗中,發現Pseudo- Boehmite添加量為10% 時可得一較窄之孔徑分佈的基材。在燒成溫度為 1400℃~1450℃時,基材強度可達 30kg/cm2,且依然保有45% 之孔隙率。 此試片已具備良好基材之特性。
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