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研究生:陳永盛
研究生(外文):Chen, Yorng-Sheng
論文名稱:CO2雷射熱處理鍍鎳膜陶瓷材料之研究
論文名稱(外文):CO2 Laser Surface Treatment of Nickel Overlayers on Zirconia Ceramics
指導教授:陳進成陳進成引用關係
指導教授(外文):Chin-Cheng Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:化學工程學系
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1996
畢業學年度:84
語文別:中文
論文頁數:99
中文關鍵詞:物理真空蒸鍍氧化鋯陶瓷耐磨耗性
外文關鍵詞:CO2雷射CO2 laserPVDZirconiaCeramicswear resistance
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近年來各種材料的研究發展迅速,雷射被利用在表面改質之研究增加
,如耐磨性、硬度等皆是受雷射表面熱處理影響的性質。本研究探討鍍鎳
膜氧化鋯經由CO2雷射表面熱處理之現象。目的在於將陶瓷表面蒸鍍之
鎳膜熔解,使融熔的鎳金屬封合陶瓷表面之孔隙;並在快速冷卻固化的過
程中,形成新的表面組織及結構,降低其表面粗糙度並改變材料的耐磨性
質。
在氧化鋯表面蒸鍍不同的鎳膜厚度,並改變雷射掃描速度,藉以探討在不
同熱供給量時,氧化鋯基材表面硬度、磨耗性及孔隙度的變化。本研究並
以電子顯微鏡觀察表面組織,且利用X--射線繞射儀(XRD)分析晶態
。 實驗結果顯示雷射熱處理
後的表面結構,有細胞狀之晶粒及柱狀結構之葉狀微組織生成。氧化鋯的
晶相由單斜晶及立方晶相轉變成主要為立方晶。當雷射熱處理陶瓷表層時
,表面熔解釉化並封合孔洞,使孔隙度降低並減少孔隙面積;材料表層開
始冷卻時,產生熱應力,使得裂縫生成或成長。熱處理後之陶瓷其硬度提
高並且耐磨耗性也較未處理的試件改善。同時比較雷射熱處理前後之鍍膜
氧化鋯,熱處理前之摩擦係數較小,並且也比未處理之氧化鋯有較長的磨
耗壽命。

The study aims at improving the mechanical properties,
such as surfacetoughness, wear resistance, and hardness of the
ZrO2 ceramics by coating witha thin layer of nickel and then
heat treating with CO2 laser. CO2 laser radi-ation provides
heat by which thin nickel on ceramic substrates can
bemelted, and sealed the pore, and then rapidly quenched to
obtain a new surfacestructure.
Thin layer of nickel (1000A--5000A) was vacuum deposited on
zirconia sub-trates. Laser melts the surface layer at various
energy densities. On scanning the ZrO2 ceramic
plate with a laser beam,the porosity decreasedue to the sealing
of surface pores during melting stage.Following the melting,
rapid solidification occurs. A new surface structure formed, and
the thermalstress accumulated and then released by means of
the growth of crack. SEMimages showed the microstructure of
treated zirconia consisiting of fine celland leaves--like
structure. X-ray diffraction analysis shows that the phase
ofzirconia changes from primarily cubic phase mixed with minor
monoclinic phaseto cubic phase. The hardness and wear
resistance improved after surface heattreatment. On the other
hand, the nickel coated zirconia substreate alone pre-sents a
smaller friction coefficient, and a better wear resistance than
thatwith heat treated.

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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