TW200536959A - Method for producing coating film with the use of aerosol, particulate mixture therefor, coating film and composite material - Google Patents

Description

200536959 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明爲一種使用氣溶膠以製造陶瓷或半導體等的被 膜之方法及該方所使用之粒子混合物，與使用該方法所得 之被膜與複合材料。 【先前技術】 近年來，於形成陶瓷等的被膜之新方法之一，例如已 公開之一種稱爲氣溶膠沉澱法（AD法）之使用氣溶膠以 形成，被膜之方法。此方法，爲形成一種含有陶瓷等脆性材 料之微粒子之氣溶膠，使該氣溶膠向基材表面噴射，使粒 子混合物衝擊基材，基於此衝擊使原料粒子粉碎或變形而 於基材上形成被膜。依此方法，可於常溫下直接於金屬、 陶瓷、或玻璃材料等基材表面上，形成1至數百//m之膜 厚之緻密且高硬度之陶瓷厚膜。此厚膜，依以往之製膜法 ’例如氣溶膠法、CVD法、PVD法等皆極不容易製得。 已知例如使用一種將作爲氣溶膠之原料微粒子，使用 脆性材料中施加有內部應力之粒子，使其於衝擊基材時促 進微粒子之變形或破壞，以而製得高密度之緻密質之膜方 法（例如WOO 1 /273 4 8號公報內容）。 又，已揭示一種若將作爲氣溶膠之原料微粒子，於倂 用具有平均粒徑爲〇·5至5//m之粉碎用微粒子，與具有 平均粒徑爲1 〇nm至1 # m之脆性材料微粒子時，即可於 低溫製得緻密之膜的方法（例如特開2 0 0 1 - 3 1 8 0號公報內 200536959 (2) 容）。 又’已知使用作爲氣溶膠之原料微粒子之具有較化學 量組成爲更高ο/AI比之平均粒徑爲0.1至5 // m之氧化鋁 粒子進行製膜時，可得到緻密且具有高硬度之膜的方法（ 例如特開2002-206 1 79號公報內容）。 【發明內容】 本發明者們，發現於使用具有體積基準下之50%平均 粒徑（D50)爲0.010〜Ι.Ο/zm之原料微粒子，及與具有 體積基準下之5 0%平均粒徑（D50)爲3.0〜100//m之輔 助粒子所得之粒子混合物所形成氣溶膠，使其衝擊於基材 上而形成堆積結果，即可極高之製膜速度形成具有良好膜 質之被膜。 基此，本發明爲提供一種可以極高之製膜速度形成具 有良好膜質之被膜的一種使用氣溶膠製造被膜之方法爲目 的。 SP，本發明之使用氣溶膠製造被膜之方法爲，一種包 含 於粒子混合物中混合載體氣體而形成氣溶膠， 隨後，將此氣溶膠向基材表面噴射，使前述粒子混合 物衝擊前述基材，基於該衝擊使前述原料粒子粉碎或變形 而於基材上形成被膜， 之使用氣溶膠製造被膜之方法，其中， 前述粒子混合物，爲含有以脆性材料作爲主成份，且 -6- 200536959 (3) 具有體積基準下之50%平均粒徑（D50)爲0.010〜1·〇 // m之原料微粒子，及，與前述脆性材料爲相同種類或不 同種類之脆性材料爲主成份，且具有體積基準下之5 0%平 均粒徑（D 5 0 )爲3.0〜1 0 0 // m之輔助粒子所得者。 又，本發明之粒子混合物，爲上述方法中作爲被膜原 料使用之粒子混合物，其爲含有， 以脆性材料作爲主成份，且具有體積基準下之50%平 均粒徑（D50)爲0.010〜1.0//m之原料微粒子，及 與前述脆性材料爲相同種類或不同種類之脆性材料爲 主成份，且具有體積基準下之50%平均粒徑（D50 )爲 3.0〜100# m之輔助粒子 所得者。 又，本發明之內容，爲提供一種依上述方法製得之被 膜。 又，本發明之內容，復提供一種含有基材，與形成於 該基材上之依上述方法所製得之被膜所得之複合材料。 定義 本發明中，「體積基準下之50%平均粒徑（D50 )」 爲使用雷射繞射式粒度分布計所測得之粒度分布測定數據 中，由粒徑較小側開始到達微粒子累積體積爲5 0%時粒子 之粒徑。 本發明中，「體積基準下之90%平均粒徑（D90 )」 爲使用雷射繞射式粒度分布計所測得之粒度分布測定數據 -7- (4) (4)200536959 中，由粒徑較小側開始到達微粒子累積體積爲90%時粒子 之粒徑。 本發明中，「個數基準下之1 〇%平均粒徑（D 1 0 )」 爲使用雷射繞射式粒度分布計所測得之粒度分布測定數據 中，由粒徑較小側開始到達微粒子累積體積爲5 0%時粒子 之粒子數。 本發明中，「粒子」係指一次粒子之意，其係與一次 粒子自然凝集所得之粉體區別。 使用氣溶膠製造被膜之方法及粒子混合物 本發明之形成被膜之方法，例如使用氣溶膠沉澱法（ AD法）或稱爲超微粒子束堆積法（Ultra-Fine particles beam deposition method )之方法。因此，本發明之方法， 基本之原理爲與例如W Ο 0 1 /2 7 3 4 8號公報所記載之方法爲 實質上相同者，該揭示之內容僅爲本發明所揭示內中之一 部份而已，該公報所揭示之內容與以下之內容若有相異之 情形時’皆以本發明之內容爲優先，且該與本發明相異之 揭示內容皆非屬本發明之內容。 本發明中之方法中，首先準備原料微粒子與含有輔助 粒子之粒子混合物。原料微粒子，爲使用脆性材料爲主成 份所得者，且具有〇, 010〜1.0/zm之體積基準下之50%平 均粒徑（D 5 0 )的較小粒子，爲主要構成被膜之粒子。又 ，輔助粒子，爲與前述原料微粒子之主成份之脆性材料爲 相同種類或不同種類之脆性材料爲主成份，且具有3 . 〇〜 200536959 (5) 100 // m之體積基準下之50%平均粒徑（D50 )的較大粒 子’主要爲促進被膜形成之粒子，並非構成被膜之主要成 份。本發明中，爲於此粒子混合物中混以載體氣體以形成 氣溶膠。隨後，將此氣溶膠向基材表面噴射，使粒子混合 物衝擊前述基材，基於該衝擊使原料粒子粉碎或變形而於 基材上形成被膜。本發明中，經使用具有特定粒徑組合所 得之粒子混合物形成被膜結果，可得到一得以極高製膜速 度製得於硬度與緻密性等部分皆具有良好膜質之被膜。特 別是，依本發明之方法時，因倂用原料微粒子與輔助粒子 ，故並非僅由原料微粒子單獨製膜，或即使有造成製膜速 度或膜質不佳之粒徑時，亦具有可大幅提昇製膜速度，及 提高膜之膜質，特別是提高硬度與緻密性之優點。 本發明之方法中，由粒子混合物向基材衝擊以形成被 膜之方法，例如具有以下理論說明。但，下述之說明僅爲 假設，該內容對於本發明並未有任何限定。首先，因陶瓷 爲幾乎不具有自由電子之共價鍵結或其強離子鍵結性之原 子鍵結狀態，故具有較高之硬度與衝擊性較弱之性質。 又，矽或鍺等半導體亦爲不具有延展性之脆性材料。 因此，使用此脆性材料作爲主成份之原料微粒子於施加機 械性衝擊力結果，可延著結晶粒子間之界面等的壁面使結 晶格產生位移或變形，或粉碎。產生此現象時，將形成位 移面或斷裂面等新形成面。此新形成面原本爲存在於微粒 子之內部，爲與其他原子鍵結之原子形成剝離狀態之面。 此新生成面之原子一層之部分，由原本之安定原子鍵結狀 -9- 200536959 (6) 態，形成經由外力造成之不安定之表面狀態，使其呈現表 面能量極高之狀態。因此，此活性面，將移向相鄰接之脆 性材料表面或同爲鄰接之脆性材料之新生成面或與基板表 面結合而形成安定狀態。此時，於基材與相鄰接部份中， 除形成該再鍵結之微粒子之一部份嵌入基材表面所得之固 定部外，於該固定部之上方將會形成有多結晶脆性材料堆 積所得之被膜。由外部連續施加機械性衝擊力時，可重複 產生上述現象，隨著微粒子之變形、破碎等而重複進行連 接，進行製得促使所形成之結構物之緻密化。此時，本發 明中，輔助粒子因具有較大粒徑故具有較高運動能量，故 於增大上述機械性衝擊力而大幅提昇製膜速度的同時，也 可提高被膜之膜質，特別是可提高硬度與緻密性。 本發明之較佳實施態樣中，因上述所得之本發明之被 膜爲多結晶者，故形成被膜之結晶實質上並未具有結晶配 向性，結晶間之界面上實質上並未存在有玻璃質所形成之 粒界層，此外，因被膜之一部份嵌入基材表面而形成固定 部，故爲較佳。前述被膜，具有緻密且高硬度之陶瓷膜厚 ，且具有優良之耐磨耗性與基材密著性，故可形成較高之 絕緣破壞電壓。 本發明之原料微粒子與輔助粒子，皆由脆性材料作爲 主成份所得者。本發明中，原料微粒子與輔助粒子可使用 同種類之脆性材料作爲主成份所得者，或以不同種類之脆 性材料作爲主成份所得者皆可。本發明所使用之脆性材料 ’只要具有於原料微粒子氣溶膠衝擊基材表面之際，可粉 -10- 200536959 (7) 碎或變形以堆積於基材上形成被膜之性質的材料則未有特 別之限制’其可使用各種材料’又以非金屬無機材料爲佳 。其中，粉碎或變形係指於使用X射線繞射之Scherrer法 所測定與求得之結晶尺寸中，較原料微粒子之結晶尺寸具 有更小之被膜結晶尺寸之方式判斷而得。 本發明之較佳實施態樣，非金屬無機材料，以由無機 氧化物、無機碳化物、無機氮化物、無機硼化物、其多元 系固溶物、陶瓷、與半導體材料所成群中所選出之至少1 種爲佳。無機氧化物之例如，氧化鋁、氧化鈦、氧化鋅、 氧化錫、氧化鐵、氧化鉻、氧化釔、氧化鉻、氧化給、氧 化鈹、氧化鎂、氧化矽等。無機碳化物例如鑽石、碳化硼 、碳化矽、碳化鈦、碳化鉻、碳化鈀、碳化鈮、碳化鉻、 碳化鎢、碳化鉬、碳化鉅等。無機氮化物例如氮化硼、氮 化鈦、氮化鋁、氮化矽、氮化鈮、氮化鉅等。無機硼化物 例如硼、硼化鋁、硼化矽、硼化鈦、硼化鉻、硼化釩、硼 化鈮、硼化鉅、硼化鉻、硼化鉬、硼化鎢等。陶瓷之例如 鈦酸鋇、鈦酸鉛、鈦酸鋰、碳酸緦、鈦酸鋁、PZT、PLZT 等壓電性至焦電性陶瓷；賽亞龍（Sialon )陶瓷、金屬（ cermet )陶瓷等高韌性陶瓷；水銀憐灰石（apatite )、鱗 酸鈣等適合生物體之陶瓷等。半導體物質之例如矽、鍺或 再添加有磷等各種摻雜物質所得之半導體物質；砒霜鎵、 砒霜銦、硫化鎘等半導體化合物等。又，本發明之另一較 佳實施態樣，例如硬質氯化乙烯、聚碳酸酯、丙烯酸等具 有脆性之有機材料等皆可使用。 -11 - 200536959 (8) 本發明所使用之原料微粒子，爲具有體積基準下之50 %平均粒徑（D 5 0 )爲0.0 1 0〜1 _ 0 // m之原料微粒子’較 佳爲 0.030 〜0.80// m，更佳爲 0.10 〜0.50# m。 本發明所使用之輔助粒子，爲具有體積基準下之5〇D/〇 平均粒徑（D50)爲3.0〜100//m之原料微粒子，較佳爲 5.0 〜50// m，更佳爲 7.0 〜20// m。 本發明之較佳實施態樣中，粒子混合物之個數基準下 之 10%平均粒徑（D10)爲 0.03〜0.50//m，又，粒子混 合物之體積基準下之90%平均粒徑（D90 )以3.00〜25 // m爲佳。粒子混合物中更佳之個數基準下之1 0%平均粒 徑（D10)爲 0.05 〜0·30//ηι，更佳爲 0.06 〜0.20/zni。粒 子混合物中更佳之體積基準下之90%平均粒徑（D90)以 5.00〜25//m爲佳，更佳爲5〜18//m。 依本發明之較佳實施態樣，粒子混合物中，原料微粒 子之個數相對於輔助粒子個數之比，以1.0 xlO2〜l.〇xl〇7 爲佳，以 l.OxlO4 〜l.OxlO7 爲更佳，以 l.OxlO4 〜l.〇xl〇6 爲最佳。 依本發明之較佳實施態樣，原料微粒子可使用2 @ & 上之脆性材料之微粒子的混合物。基於此方法，可容胃_ 得具有以往製造方法中極不容易製得之組成內容與結_ $ 被膜，而可實現以往所未能實現之新穎被膜與複合材_。 又，依本發明之較佳實施態樣，輔助粒子可使用2 _ & ± 之脆性材料之微粒子的混合物。 -12- 200536959 Ο) 基材 本發明之方法所使用之基材，只要其表面上具有可承 受經噴射氣溶膠，使粒子混合物經由衝擊基材而使微粒子 原料粉碎或變形之機械性衝擊力之硬度之材料皆可使用， 而爲有任何限制。較佳基材之例如玻璃、金屬、陶瓷、半 導體與有機化合物等，亦可使用其複合材料。 被膜之製造及其裝置 本發明之方法中，爲將上述粒子混合物混以載體氣體 而形成氣溶膠。本發明中之氣溶膠，爲於載體氣體中分散 有粒子混合物所得者，故一次粒子成分散狀態者爲佳，其 亦可含有由該一次粒子經凝聚所得之凝聚粒子。氣溶膠之 形成，可使用市售之氣溶膠產生器等，並依公知之方法進 行製作。此時本發明之粒子混合物，可預先塡充於氣溶膠 產生器內，或於氣溶膠產生器至噴嘴之導管途中混入載體 氣體中，或於載體氣體到達基材前於噴嘴與基材之間混入 載體氣體內亦可。載體氣體，酯樣對粒子混合物爲鈍性， 且不會對被膜之組成內容產生不良影響之載體氣體時，則 無特別限定。較佳之例不如氮氣、氦氣、氬氣、氧氣、氫 氣、與乾燥空氣，或其混合氣體等。 本發明之較佳實施態樣中，控制載體氣體之種類及/ 或分壓時，可經由控制被膜中之組成內容，或原子配置位 置予以控制。經此處理，可重至被膜之電特性、機械性特 性、化學性特性、光學性特性與磁特性等。 -13- 200536959 (10) 本發明之方法中，爲將此氣溶膠向基材表面噴射，使 粒子混合物衝擊基材，基於此衝擊使原料粒子粉碎或變形 而於基材上形成被膜。此時之溫度條件，可適當的作決定 ，一般以對陶瓷之燒結溫度爲更低之溫度，例如0至1 00 °C，典型者例如可於常溫下進行。 本發明之較佳實施態樣中，使用氣溶膠對基材之噴射 ，以經由噴嘴噴出氣溶膠之方式進行爲佳，於使噴嘴對基 材進行相對向移動，即使噴嘴於基材上以掃描方式進行氣 溶膠之噴射爲更佳。此時被膜之形成速度，以1.0// m-cm/ 分鐘以上爲佳，更佳爲1.2// m-cm/分鐘以上，最佳爲1.4 //m-cm /分鐘以上，特佳爲 1.6//m_cm /分鐘以上。又，本 發明之較佳實施態樣中，氣溶膠之噴射速度以 50至 45 0m/s之範圍爲佳，以150至400m/s之範圍爲更佳。於 前述範圍內時，可容易使微粒子衝擊基材而形成新生成面 ’此外，其成膜性更佳，且被膜之形成速度也更快。 本發明之較佳實施態樣中，被膜之厚度以0.5 μ m以 上爲佳，更佳爲1至500//m，最佳爲3至100/im。如此 ，本發明相較於使用PVD法、CVD法、溶膠凝膠法等其 他成膜方法時，可形成更厚之膜。 本發明之較佳實施態樣中，被膜以於減壓下形成爲佳 。經此方式，可使原料微粒子所形成之新生成面之活性得 以持續較長久之時間。 圖1爲實施本發明之方法所使用之被膜製造裝置之例 示。圖]所示之製造裝置10，爲具有將氮氣氣體容器]0] -14 - 200536959 (11) 經由氣體搬運管1 02，連接內置有氧化鋁微粒子之氣溶膠 產生器103，並介由氣溶膠運送管1〇4與設置於形成室 105內之具有縱0.4mm、寬17mm開口之噴嘴106連接。 於噴嘴106前端配置有設有各種金屬基材1〇8之XY台 107，形成室105連接有真空幫浦109。 使用此製造裝置1 〇之被膜的製造方法之一例示，例 如下所說明者。將氮氣氣體容器1 0 1開栓，使高醇度氮氣 氣體經由氣體搬運管102而導入氣溶膠產生器103，使氧 化鋁微粒子與高純度氮氣氣體混合以生成氣溶膠。氣溶膠 經由氣溶膠搬運管104運送至噴嘴106，隨後經由噴嘴 106之開口高速噴出。經由噴嘴106噴射之氣溶膠於衝擊 金屬基材1 〇 8，使該部位形成被膜。隨後啓動XY台1 〇 7 ，使金屬基材經由擺動而於特定區域中形成被膜。此被膜 可於室溫下形成。 【實施方式】 以下之實施例將對本發明做更詳細之說明，但本發明 並不受下述實施例所限制。 例1 :粒子混合物之製作 首先準備2種類作爲原料微粒子之市售氧化鋁微粒子 。此微粒子之體積基準下之5 0%平均粒徑爲依以下方法測 定。首先，少量採取氧化鋁微粒子後，將其至入試驗管內 ，並滴入數滴離子交換水3 m 1與0.2 %六甲烷磷酸鈉水溶 -15- 200536959 液，進行充分之攪拌。其次，將此混合液注入雷射繞射/ 散射式粒徑分布測定裝置（L A - 9 2 0，堀場製作所公司製） 中之分散浴，使用置於裝置內之超音波（3 0W )照射5分 鐘，調整光軸後，進行測定。其結果，所測得之2種類原 料微粒子之體積基準下之5 0%平均粒徑，係如下所示。 原料微粒子1 : 〇 · 1 7 β m 原料微粒子2 : 0 · 6 0 // m 輔助粒子，爲準備市售之2種類之有化鋁微粒子。有 關前述粒子之體積基準下之5 0%平均粒徑則爲依上述方法 進行測定。其結果，所測得之2種類輔助粒子之體積基準 下之5 0%平均粒徑，係如下所示。 原料微粒子1 : 5 · 9 // m 原料微粒子2 : 1 1 · 0 // m 其次，將原料微粒子1與2，輔助粒子1與2依下述 個數比進行混合， 樣品1 :(輔助粒子2 ):(原料微粒子】）=丨：丨〇 6 樣品2 :(輔助粒子2 ) _·(原料微粒子2 ) = 1 : 1 〇 4 (原料微粒子1 )=〗：1 〇4 (原料微粒子2 )= 1 : 1 〇4 1:10

樣品3 :(輔助粒子1 ):( 樣品4 :(輔助粒子1 ) ··( 樣品1與2， 置（LA-920，堀場 行體積基準之粒度 布爲記載如圖2所 載如圖3所示。 -16- (13) (13)200536959 又，樣品1至4，可使用雷射繞射/散射式粒徑分布測 定裝置（LA-920，堀場製作所公司製）依上述相同之方法 ，進行個數基準之10%平均粒徑（D10 )，與體積基準之 9 0%平均粒徑（D90 )之測定。其結果係如下表1內容所 示0 例2 :使用氣溶膠製造被膜之方法 使用例1所得之氧化鋁微粒子之樣品1至4，依以下 之方法製造被膜。即於圖1所示之製作裝置10之氣溶膠 產生器1 03中，裝塡例1所得之樣品，再使用作爲載體氣 體之氦氣以7L/分鐘之流量流入裝置內，使其產生氣溶膠 ，而噴射於不鏽鋼（S U S )基材上。經此處理而於基材上 形成面積l〇mmX 17mm之氧化鋁被膜。 所製得之氧化鋁被膜之厚度，使用觸針式表面形狀測 定器（日本真空技術公司製，D e c t a k 3 0 3 0 )進行測定，以 計算氧化鋁被膜之形成速度（# m · c m /分鐘）。此製膜速 度（// m-cm/分鐘）係指1分鐘間，以掃描距離lcm下所 形成被膜之厚度（// m )。又，所製得之氧化鋁被膜之維 克氏（Vickers)硬度爲使用戴那銘超微小硬度計（131；11-W 2 0 1，島津製作所製）進行測定。前述測定結果係如表1 內容所示。 又’爲進行比較’原料微粒子則準備市售之氧化鋁微 粒子作爲比較樣品1。此原料微粒子之體積基準下之5 〇% 平均粒徑爲0.53 // m。此比較樣品1之體積基準之粒度分 -17- 200536959 (14) 布’個數基準之10%平均粒徑（D10)，與體積基準之90 %平均粒徑（D90 )則依例1相同方法進行測定。比較樣 品1之體積基準下之粒度分布則如圖4所示。隨後，使用 此比較樣品1依上述相同方法製作氧化鋁被膜並進行測定 。其結果係如下表1內容所述。 又，爲進行比較，輔助粒子則準備例1所使用之輔助 粒子2作爲比較樣品2。此比較樣品2之體積基準之粒度 分布，個數基準之10%平均粒徑（D10)，與體積基準下 之9 0%平均粒徑（D90 )則依例1相同方法進行測定。比 較樣品2之體積基準下之粒度分布則如圖5所示。隨後， 使用此比較樣品2依上述相同方法製作氧化鋁被膜並進行 測定。但，其結果如下表1內容所述般’並未形成氧化鋁 被膜。 表1 個數基準下之 體積基準下之 製膜速度 維克氏順度 10%平均粒徑 90%平均粒徑 (/im · cm/分） (HV) (βΠΛ) (//m) 樣品1 0.07 7.07 3.1 799 樣品2 0.19 16.35 1.9 1387 樣品3 0.15 8.04 1.2 1430 樣品4 0.19 16.35_ 1.9 未能測定 比較樣品1 0.21 0.88 0.2 1400 比較樣品2 3.25 9.05 一 無法製膜 無法製膜 -18- 200536959 (15) 如表1所示般，含有原料微粒子與輔助粒子之樣品i 至4時，可以高製膜速度製得高維克氏硬度之膜。又，僅 使用原料微粒子所得之比較樣品1中，將使得製膜速度大 幅降低。又，僅使用輔助粒子所得之比較樣品2，並未能 形成膜。 例3 :使用與原料微粒子不同材質之輔助粒子之例（i ) 原料微粒子爲準備市售之氧化釔（Y2〇3 )微粒子。此 原料微粒子之體積基準下之50%平均粒徑爲0.47 // m。隨 後’將此原料微粒子與例1所使用之輔助粒子1，以（輔 助粒子1 ):(原料微粒子）=1 ·· 1 00之個數比混合，製 得粒子混合物。使用所得粒子混合物依例2相同方法製得 氧化釔被膜並進行測定。其結果得知可於基材上形成良好 之被膜。 又’爲進行比較，僅使用上述氧化釔微粒子，依上述 相同方法製作氧化釔。但並未能形成氧化釔被膜。 例4 :使用與原料微粒子不同材質之輔助粒子之例（2 ) 原料微粒子爲準備市售之鎂橄欖石（2Mg0-Si02)微 粒子。此原料微粒子之體積基準下之5 0 %平均粒徑爲 G· 3 2 // m。輔助粒子爲使用體積基準下之5〇%平均粒徑爲 -19- 200536959 (16) 3.2 // m之氧化鋁微粒子。隨後，將此原料微粒子與輔助粒 子’以（輔助粒子）：（原料微粒子）=1 : 3 0 0 0之個數 比混合’製得粒子混合物。使用所得粒子混合物依例2相 同方法製得鎂橄欖石被膜並進行測定。其結果得知可於 2·〇至3·〇 M m-cm/分鐘之高速製膜速度下，製造體積電阻 1 〇 15 ( Ω - c m )之緻密材質之膜。 又’爲進行比較，僅使用上述鎂橄欖石微粒子，依上 述相同方法製作鎂橄欖石被膜。但其雖形成趨近於體積電 阻1 0 1G ( Ω -cm )之壓粉體之被膜，但卻未能形成緻密之 材質。 例5 ··使用與原料微粒子不同材質之輔助粒子之例（3 ) 原料微粒子爲準備市售之鈦酸鋇（BaTi03 )微粒子。 此原料微粒子之體積基準下之5 〇 %平均粒徑爲〇 .〗3 Α。 輔助粒子爲使用體積基準下之5 0 %平均粒徑爲5 5 // m之 氧化鋁微粒子。隨後，將此原料微粒子與輔助粒子，以（ 輔助粒子）：（原料微粒子）=：1 : 4·0χ106之個數比混合 ’製得粒子混合物。使用所得粒子混合物依例2相同方法 製得碳酸鋇被膜並進行測定。其結果得知其之製膜速度爲 22 ·0 // m-cm/分鐘，且製得鈦酸鋇被膜之維克氏硬度爲幾 乎與燒結體相等之HV52 0。 又’爲進行比較，僅使用上述鈦酸鋇微粒子，依上述 相同方法製作鈦酸鋇被膜。但所得之被膜之維克氏硬度爲 -20- 200536959 (17) HV3 00， 維克氏硬

【圖式簡 圖1 圖。 圖2 布圖。 圖3 布圖。 圖4 度分布圖 圖5 度分布圖

【主要元 10 ： 101 : 102 ： 103 ： 104 ： 105 ： 106 ： 107: 泪較於倂用輔助粒子（氧化鋁微粒子）之情形的 度HV520爲更低。 單說明】 爲本發明之方法所使用之被膜形成裝置之一例示 爲實施例1所得之樣品1之體積基準下之粒度分 爲實施例1所得之樣品2之體積基準下之粒度分 爲實施例2所得之比較樣品1之體積基準下之粒 〇 爲實施例2所得之比較樣品1之體積基準下之粒 〇 件之符號說明】 製作裝置 氣溶膠產生器 氣體運送管 氣溶膠產生器 氣溶膠運送管 形成室 噴嘴 XY台 -21 - 200536959 (18) 1 〇 8 :金屬基材 1 〇 9 :真空幫浦

-22-

Claims (1)

1. 200536959 (1) 十、申請專利範圍 1 · 一種使用氣溶膠製造被膜之方法，其爲一種包含 於粒子混合物中混合載體氣體而形成氣溶膠， 隨後’將該氣溶膠向基材表面噴射，使前述粒子混合 物衝擊前述基材，基於該衝擊使前述粒子粉碎或變形而於 基材上形成被膜， 之使用氣溶膠製造被膜之方法，其特徵爲， 前述粒子混合物，爲含有以脆性材料作爲主成份，且 具有體積基準下之5 0%平均粒徑（D50)爲0.010〜1.0 // m之原料微粒子，及，與前述原料微粒子的脆性材料爲 相同種類或不同種類之脆性材料爲主成份，且具有體積基 準下之5 0%平均粒徑（D 5 〇 )爲3 · 0〜1 0 〇 // m之輔助粒子 所得者。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中，前述輔助 粒子之體積基準下之50%平均粒徑（D50)爲5.0〜50//m 者。 3 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中，前述輔助 粒子之體積基準下之50%平均粒徑（D50)爲7.0〜20//m 者。 4 ·如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法’其 中，前述原料微粒子之體積基準下之50%平均粒徑（D50 )爲 〇·〇3〇 〜〇.8〇μηι 者。 5 .如申請專利範圍第1至4項中任一項之方法’其 中，個數基準下之平均粒徑（D10)爲〇·〇3〜0.50 -23- 200536959 (2) // m，又，體積基準下之9〇%平均粒徑（D9〇)爲 25 μ m。 6 ·如申請專利範圍第1至5項中任一項之^ 中，前述粒子混合物中之前述原料微粒子之個數相 述輔助粒子之個數之比，爲1·0χ1〇2至1·〇χ1〇7。 7 ·如申請專利範圍第1至6項中任一項之方 中’前述脆性材料爲非金屬無機材料。 8.如申請專利範圍第7項之方法，其中，前 屬無機材料爲由無機氧化物、無機碳化物、無機氮 無機硼化物、多元系固溶物、陶瓷與半導體材料所 所選出之至少1種。 9 ·如申請專利範圍第1至8項中任一*項之方 中，前述原料微粒子爲2種以上前述脆性材料之原 子之混合物。 10·如申請專利範圍第1至9項中任一項之方 中，前述基材含有爲由玻璃、金屬、陶瓷、半導體 機化合物所成群中所選出之至少1種。 1 1 ·如申請專利範圍第]至]〇項中任一項之 其中’前述載體氣體爲含有至少1種由氮氣、氦氣 、氧氣、氫氣與乾燥空氣所成群中所選出之至少1 3 1 2 ·如申請專利範圍第1至1丨項中任一項之 其中，前述被膜之形成速度爲1.0// m-cm/分鐘以上 1 3 . —種粒子混合物，其爲於申請專利範圍第 項中任一項之方法中作爲被膜原料使用之粒子混合 3 ·00 〜 法，其 對於前 法，其 述非金 化物、 成群中 法，其 料微粒 法，其 、與有 方法， 、急氣 重。 方法， 〇 1至12 物，其 -24- 200536959 (3) 特徵爲含有， 以脆性材料作爲主成份，且具有體積基準下之5 0%平 均粒徑（D50)爲o.oio〜i.o# m之原料微粒子，及， 與前述原料微粒子的脆性材料爲相同種類或不同種類 之脆性材料爲主成份，且具有體積基準下之5 0%平均粒徑 (D50)爲3.0〜100# m之輔助粒子。 14.如申請專利範圍第1 3項之粒子混合物，其中， 前述輔助粒子之體積基準下之50%平均粒徑（D50)爲 5.0 〜50// m 者。 1 5 ·如申請專利範圍第1 3或1 4項之粒子混合物，其 中，前述輔助粒子之體積基準下之50%平均粒徑（D50) 爲7.0〜20// m者。 1 6 ·如申請專利範圍第1 3至1 5項中任一項之粒子混 合物，其中，前述原料微粒子之體積基準下之50%平均粒 徑（D50)爲 0.030 〜〇.80//m 者。 1 7 ·如申請專利範圍第1 3至1 6項中任一項之粒子混 合物，其中，個數基準下之10%平均粒徑（Dl0 )爲0.03 〜0.50//m，又，體積基準下之 90%平均粒徑（D90)爲 3.00 〜25// mo ! 8·如申請專利範圍第1 3至1 7項中任一項之粒子混 合物，其中，前述原料微粒子之個數相對於前述輔助粒子 之個數之比，爲Uxio2至ΐ.ΟχίΟ7。 1 9 ·如申請專利範圍第1 3至1 8項中任一項之粒子混 合物，其中，前述脆性材料爲非金屬無機材料。 -25- 200536959 (4) 2 0 ·如申請專利範圍第1 9項之粒子混合物，其中， 前述非金屬無機材料爲由無機氧化物、無機碳化物、無機 氮化物、無機硼化物、多元系固溶物、陶瓷與半導體材料 所成群中所選出之至少1種。 2 1 ·如申請專利範圍第1 3至20項中任一項之粒子混 合物’其中’前述原料微粒子爲2種以上前述脆性材料之 原料微粒子之混合物。 2 2 · —種被膜’其特徵爲由申請專利範圍第1至j 2 項中任一項之方法所製得者。 23. 如申請專利範圍第22項之被膜，其中，前述被 膜爲由多結晶而實質形成。 24. 如申請專利範圍第22或23項之被膜，其中，前 述被膜實質上並不具有由玻璃質所形成之粒界層。 25·如申請專利範圍第22至24項中任一項之被膜， 其係具有HV 1 000以上之維克氏硬度。 26· —種複合材料，其特徵爲含有基材，與 該基材上所形成之申請專利範圍第22至25項中任— 項之被膜。 27·如申請專利範圍第26項之複合材料，其中，前 述基材含有1種以上由玻璃、金屬、陶瓷、半導體、_有 機化合物所成群中所選出者。 28·如申請專利範圍第26或27項之複合材料，其爲 於前述基材表面上嵌入前述微粒子而形成固定部。