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研究生:鄒泓
研究生(外文):Hung Tsou
論文名稱:含石墨片鋁塊粉末冶金物性分析
論文名稱(外文):Mechanical Properties of Sintered Aluminum Containing Graphite Flakes
指導教授:郭文雄郭文雄引用關係
指導教授(外文):Wen-Shyong Kuo
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:航太與系統工程所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:128
中文關鍵詞:鋁粉燒結石墨
外文關鍵詞:AluminumHeat-treatedGraphite
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本文利用天然石墨鱗片與鋁粉混合並冷壓成塊狀,然後再用高溫燒結,做為散熱材料的基礎,增加其強度以及改善石墨鱗片粉末掉落的現象。本實驗主要在探討石墨與鋁粉混合燒結後,在不同的比例下對材料進行壓縮、剪切、衝擊和三點彎曲等測試,以及將熱壓好的試片測試熱傳導性質,觀察機械性質及強度與熱傳導的影響。實驗發現,在鋁粉不同的比例下,鋁粉比例越高,對其機械性質也有明顯的改善。經由顯微觀察破壞面,發現石墨塊中石墨鱗片的排列有方向性,為層狀的堆疊,以及鋁粉在低於熔點的溫度下,藉由分子擴散而緊密鍵結在一起增加其強度。在熱傳導方面,添加了50%的石墨鱗片,在橫向的熱傳導係數下降60%。
致 謝 i
摘 要 ii
ABSTRACT iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 xiv
第一章 前言........1
1.1 引言........ 1
1.2 研究動機........2
第二章 理論與文獻回顧........3
2.1 石墨........ 3
2.1.1 石墨簡介........3
2.1.2 石墨的特性........6
2.1.3 石墨的結晶結構........8
2.1.4 石墨的化學與物理性質........9
2.2 粉末加工........10
2.2.1 粉末混合........10
2.2.2 成型現象........13
2.2.3 生胚內的粒間結合........15
2.2.4 回彈........16
2.2.5 黏結劑........16
2.3 燒結........ 21
2.3.1 燒結定義........21
2.3.2 燒結的特性........21
2.3.3 熱壓........23
2.3.4 熱壓變數........25
2.3.5 燒結氣氛........25
2.4 鋁系粉末冶金........26
2.4.1 簡介........26
2.4.2 製造與應用........26
2.5 脫模劑........27
2.5.1 氮化硼簡介........27
2.5.2 HBN特殊性質........28
2.5.3 hBN之應用產業........31
第三章 實 驗........33
3.1 實驗流程........33
3.2 實驗材料........34
3.3 實驗設備........35
3.4 試片種類與編號........36
3.5 試片製作........37
3.6 含石墨片鋁塊之機械性質測試........41
3.6.1 表觀密度(Apparent Density)........41
3.6.2 塊狀密度(Bulk density)........41
3.6.3 開放性空孔之測量........42
3.6.4 壓縮測試........42
3.6.5 剪切測試........44
3.6.6 衝擊測試........45
3.6.7 三點彎曲測試........48
3.6.8 熱膨脹係數之分析........50
3.7 加熱升溫曲線........52
3.8 掃描式電子顯微鏡觀察........53
第四章 結果與討論........54
4.1 實驗試片........54
4.1.1 試片之外觀........54
4.1.2 燒結前後試片密度........56
4.1.3 壓錠壓力與試片密度關係........58
4.1.4 燒結溫度與加壓影響關係........59
4.1.5 開放性空孔含有率........61
4.2 壓縮測試分析........64
4.2.1 試片破壞之外觀........64
4.2.2 應力與應變關係........67
4.2.1 最大應力與模數分析........71
4.2.4 壓縮顯微結構觀察........73
4.3 剪切測試分析........78
4.3.1 試片破壞之外觀........78
4.3.2 負載與位移曲線關係........80
4.3.3 各種比例最大剪應力........84
4.3.4 剪切測試顯微結果觀察........86
4.4 衝擊測試分析........91
4.4.1 試片破壞之外觀........91
4.4.2 衝擊測試結果分析........94
4.4.3 衝擊測試顯微結果觀察........95
4.5 三點彎曲測試分析........100
4.5.1 試片破壞之外觀........100
4.5.2 三點彎曲測試結果分析........102
4.5.3 撓曲強度與模數分析........106
4.6 熱傳導性質測試........113
4.7 熱膨脹係數之分析........118
4.7.1 昇溫曲線........118
4.7.2 熱膨脹係數(Ⅰ:以室溫25°C為溫度的原點)........119
第五章 結論........120
參 考 文 獻........125
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