論文摘要

本論文以粉末冶金方法製作多晶銅基複合材料Fe-Cu、Co-Cu及Co1-xO-Cu固態燒結體，觀察退火之顆粒分別在Cu基材晶粒中，因熱驅動所造成的形狀變化及顆粒轉動，以達成特定晶向關係的現象。三個系統皆以1：5、1：10及1：15重量比的成分比例混合，將壓片完成之試片，置入SiO2玻璃管抽氣封管之後，於900℃及1000℃作熱處理。其中Fe- Cu、Co-Cu系統，燒結退火時間為280小時；Co1-xO-Cu系統，燒結退火時間為96、192小時。三個系統退火所得Cu基材相，其晶格常數都大於純Cu的常溫晶格參數，顯示與基材確有固溶Fe或Co與O。穿透式電子顯微鏡觀察Fe-Cu及Co-Cu燒結退火之標本，發現微米級之Fe、Co顆粒，未能與Cu基材達成磊晶關係，應是顆粒尺寸過大及特性溫度(T/Tm分別為0.85與0.84)不夠高所致。至於Co1-xO-Cu燒結體中，則發現次微米級之CoO及部分氧化之Co3O4顆粒，與析出Cu2O之Cu基材可達成平行磊晶關係，具平整(111)Cu/ (111)CoO界面，此外亦有另類關係：[011]Cu//[011]CoO；[01_1]Cu//[11_1]CoO，具平整(01_1)Cu/(11_1)CoO界面。此外非磊晶之Co1-xO顆粒具有平整的{111}及{100}表面與Cu基材之任意(hkl)面相貼，顯示形狀改變快過晶向方位之改變。顆粒在基材晶粒中調整晶向關係的現象，可以用顆粒的布朗運動來解釋，由界面能量低谷趨動，並受Cu-Co-O之相互擴散、固溶及氧化的影響，以致於界面斷鍵，並啟動顆粒旋轉。

none

目錄 頁次

論文摘要 i
目錄 ii
圖表目錄 iii
前言 1
實驗方法及步驟 3
樣品製作 3
X光繞射分析 3
光學顯微鏡(OM)觀察 3
掃瞄式電子顯微鏡(SEM)觀察 4
穿透式電子顯微鏡(TEM)觀察 4
實驗結果 6
X光繞射分析 6
光學顯微鏡(OM)觀察 8
掃瞄式電子顯微鏡(SEM)觀察 8
穿透式電子顯微鏡(TEM)觀察 9
討論 12
顆粒調整結晶方位之機制 12
影響顆粒布朗運動的因素 14
非磊晶顆粒的形狀與低能量界面 18
結論 19
參考文獻 20

參考文獻

1.林英俊，"氧化鋯／錳鋅鐵氧體複合材料之相變化，微結構與性質"，國立中山大學82學年度博士論文。
2.彭政雄，"氧化鋯在釔鐵石榴子石內的形狀與反應"，國立中山大學82學年度碩士論文。
3. J. Chen and P. Shen, "On the Rotation of Nonepitaxy Ni1-xO Particles within Zirconia Grain," Scripta Materialia 37 (1997) 1287-1294.
4. C.R.M. Grovenor, "Diffusion Induced Grain Boundary Migration in Thin Gold/Copper Film," Acta Metall. 33 (1985) 579-586.
5. J.P. Poirier, "Creep of Crystals, "Cambridge University Press, Cambridge (1985) 260.
6. R. Kern, A. Masson and J.J. Métois, "Migration Brownienne de Cristallites sur une Surface et Relation avec L'épitaxie," Surface Science 27 (1971) 483-498.
7. A. Masson, J.J. Métois and R. Kern, "Migration Brownienne de Cristallites sur une Surface et Relation avec L'épitaxie," Surface Science 27 (1971) 463-482.
8. J.J. Métois, M. Gauch, A. Masson and R. Kern, "Migration Brownienne de Cristallites sur une Surface et Relation avec L'épitaxie," Surface Science 30 (1972) 43-52.
9. J.J. Métois, M. Gauch, A. Masson and R. Kern, "Epitaxie : Phenoméne de Postudéation sur L'exemple des Couches Minces Discontinues D'Aluminium et d'Or sur (100) KCl," Thin Solid Films 11 (1972) 205-218.
10. J.J. Métois, "Migration Brownienne de Cristallites sur une Surface et Relation avec L'épitaxie," Surface Science 36 (1973) 269-280.
11. S.R. Wang and P. Shen, "On the Spinel Precipitation in Al-doped Ni1-xO, " J. Solid State Chem. l40 (1998) 38-45.
12.林坤財，"氧化鈷顆粒在氧化釔部分安定氧化鋯晶粒中的轉動與點缺陷聚集"，國立中山大學86學年度碩士論文。
13.王俊懿，"Co1-xO與CaO互溶引起之缺陷集合及相變化"，國立中
山大學88學年度碩士論文。
14.鄭美莉，"CaZrO3與NiO顆粒在CaO晶粒中調整晶向關係的難易比較"，國立中山大學87學年度碩士論文。
15.李名言，"NiO．2CoO岩鹽結構固溶燒結體因退火及顆粒大小引起之尖晶石化和晶向重調"，國立中山大學89學年度碩士論文。
16. V.Y. Doo and R.W. Balluffi, "Structure Changes in Single Crystal
Copper-Alpha Brass Diffusion," Acta Metall. 6 (1958) 428-438.
17. F.J.A. den Broeder and S. Nakahara, "Diffusion Induced Grain Boundary Migration and Recrystallization in the Cu-Ni System," Scripta Metallurgica, 17 (1983) 399-404.
18. H. Hu, "Recovery and Recrystallization of Metals," AIME Conference Series, P. 352-358, Interscience Publishers, New York (1963).
19. J. Rankin and B.W. Sheldon, "In Situ TEM Sintering of Nano-sized ZrO2 Particles," Materials Science and Engineering A 204 (1995)
48-53.
20. M.H. Teng, L.D. Marks and D.L. Johnson, "Computer Simulations of Interactions between Ultrafine Alumina Particles Produced by an Arc Discharge," J. Mater. Res. 12 (1997) 235-243.
21. S.P. Kraus-Lanteri, T.E. Mitchell and A.H. Heuer, "Structure of Incoherent ZrO2/Al2O3 Interfaces," J. Am. Ceram. Soc. 69 (1980) 256-258.
22. S.P. Ringer, W.B. Li and K.E. Easterling, "On the Rotation of Precipitate Particles," Acta Metall. 40 (1992) 275-283.
23. R.S. Barnes and D.J. Mazey, "The Migration and Coalescence of Inert Gas Bubbles in Metals," Proc. Roy. Soc. A 275 (1963) 47-57.
24. D.A. Porter, K.E. Easterling, "Phase Transformations in Metals and Alloys," 2nd ed., Stanley Thornes Ltd, Cheltenham, 1992, 271.
25.趙承琛，"界面科學基礎"，19版，復文書局，台南，2001，272。
26. Y.A. Chang and K.C. Hsieh, "Phase Diagrams of Ternary Copper- Oxygen-Metal Systems," ASM International, Ohio, 1989, 40.
27. T.B. Massalski, "Binary Alloy Phase Diagrams," 2nd ed., ASM International, Ohio, 1990, 1409.
28. T.B. Massalski, "Binary Alloy Phase Diagrams," 2nd ed., ASM International, Ohio, 1990, 1182.
29. Y.A. Chang and K.C. Hsieh, "Phase Diagrams of Ternary Copper- Oxygen- Metal Systems," ASM International, Ohio, 1989, 43.