TW384280B - Boron nitride-containing material and method thereof - Google Patents

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§84280 申請曰期 84-6-26 案 號 84106600 類 別 Co^/^p (以上各櫊由本局填柱） lint.4 ο 8 2 4 8

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經濟部中央棣準局員工消費合作社印製 雲|專利説明書 發明 一、d·* J! 1 名稱 新型 中 文 含氮化硼之材料及其製法 英 文 BORON NITR触-CONTAINING MATERIAL AND METHOD THEREOF 姓 名 (1) 西尾浩明 (2) 吉田浩之 一發明 一、創作A 國 籍 日 本 住、居所 (1)日本國横浜市戶塚區上桕尾町323-4 (2.)日本國川崎市中原區上小田中300 八夕才-氺新城B-536 姓 名 (名稱） 日本鋼管股份有限公司 (日本鋼管株式會社） 國 籍 日 本 三、申讀人 住、居所 (事務所） 日本國東京都千代田區九¢)内1丁目1番2號 代表人 姓 名 三好俊吉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐）1修正萬 A7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7 五、發明説明（ί) 發明之背景 ί.發明之領域 本發明係關於一種含氮化硼之材料及其方法。 2 .相關技藝之說明 六方晶氮化硼為已知之化學安定性材料，其具高導熱性 、優異電絕緣性及優異潤滑性，且不會與鐵、銅、鎳、鋅 、鎵、砷、玻璃、冰晶石等之溶態產物發生反應。.又，六 方晶氮化硼在空氣中直至950 °C為止及在惰性氣體或氮氣 氣氛中直至2, 200Ό為止皆為安定的。又，六方晶氮化硼 具有如金屬類容易實施之機械加工特點如切割、研磨等。 氮化硼本身或含氮化硼之材料即利用該特點而已被供應使 用於各種用途中。 如六方晶氮化硼粉末之用途為，其已被使用作塑膠中之 添加劑、潤滑劑、鋁模鑄造與玻璃成型中之脫膜劑等。又 ，燒結之六方晶氮化硼已被使用作絕緣零件、耐熱零件、 熔化金屬用之坩渦、臥式連續鑄造用之制動環、發熱元件 、燒製金屬或陶瓷之粉末模製用之耐火架子、模具材料等 。又，其亦被嘗試應用於例如上方噴嘴、浸式噴嘴之鑄造 用耐火材料。 對於具有上述廣泛用途乏六方晶氮化硼粉末之合成方法 ，下列各方法為已知者。 (1) 一種藉將硼砂及腺在氨氣氛中加熱至溫度為至少800 °C而得上述粉末之合成方法，如JP-B-38-1610(在此所 用之「JP-B」一詞意指「已審查之日本專利公告案」）所 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ Λ _ (請先閎讀背面之注意t再填寫本頁) fT" 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2:) 述者。 ⑵一種藉將包含硼酸或氧化硼及磷酸鈣之混合物在氨氣 氛中加熱而得上述粉末之合成方法，如JP-B-42-24669所 述者。 © —種藉將硼酸與含氮之化合物_、三聚氰胺、氰胍 等）加熱至溫度至少為1,600¾而獲得上述粉末之合成方法 ，如 JP-B-48-1 4559所述者。 又，一種在1,40 0¾或更低之低溫下合成之氮化硼粉末 ，其除了包含氮化硼（BN)，還包含未反應材料、氧化硼及 Β-Ν-0係中間產物，又，此氮化硼粉末具有不足之结晶， 且為化學不安定性。因此，粗氮化硼粉末為進行一次冷卻 ，以水洗滌，接著乾燥，及再進行熟處理K純化及結晶之 。對於此等方法之一者，已知一種方法為將粉末與碳質粉 末混合並將混合物於氨氣中加熱至溫度為至少1500¾，如 JP-A-6 1 -256905 (在此所使用「JP-A」一詞意指「未審査 之日本專利申請案」所述者。 如此所得之氮化硼具有很難被燒结之特性，且其本身不 會使燒結產物成形。因此，為製成氮化硼之燒结產物，一 般於此種氮化硼粉末中有添加燒結助劑，並將其進行熱壓 ，例如一種已知之方法為將一種鹼土金属之硼酸鹽添加至 氮化硼及將混合物熱壓，如JP-B-49-40124所述者。 為製造一種具有含氮化硼複合材料之燒結材料，可使用 一種熱壓方法。例如，一種藉由二硼酸钛、氮化硼、碳化 硼及金屬鋁所組成之混合粉末在真空中熱壓而得供金屬蒸 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X2.97公釐） -5 - . ------------*---'衣-----,I --- (請先閲讀背面之注意^^再填寫本頁) C: 一 n ^^1 I - - -I - m I J - - In i 1^1 In I H0. A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 3 ) I 1 1 氣 沈 積 用 之 BN -TiB 2 — A1N三成分系列容器之方法乃述於JP- 1 1 1 A-62 -139866 。 1 I 然 而 > 熱 壓 方 法 為 有 問 題 的 » 其 製 造 效 率 低 劣 9 此 方 法 請 1 1 閲 I 僅 可 應 用 於 簡 單 成 形 零 件 » 因 而 此 方 法 在 X 業 上 之 利 用 為 it 背 1 I 有 限 的 〇 例 如 9 很 難 製 造 種 含 氮 化 硼 之 複 合 材 料 之 長 形 τέ 之 1 產 物 如 熱 電 偁 保 護 管 0 意 A 因 此 已 有 人 研 發 '~~* 種 可 使 用 常 壓 燒 製 此 等 零 件 之 技 術 § ] .1 ί ϊ 9 即 利 用 氮 化 硼 之 複 合 材 料 及 其 他 材 料 作 為 該 等 零 件 9 此 I 衣 頁 1 技 術 同 時 亦 可 改 良 其 等 之 燒 结 特 性 〇 例 如 JP -Α -61-1325 1 64掲 示 一 種 方 法 為 利 用 CIP模製- j 種 B N、 A1 2 〇 3 及 Β2 〇 3 之 混 1 1 合 粉 末 並 在 非 氧 化 Jsf 氣 氛 中 於 常 壓 下 燒 結 混 合 粉 末 0 依 捶 此 1 方 法 將 上 述 可 被 進 行 常 壓 燒 结 之 含 氮 化 硼 之 複 合 材 料 實 奇 施 常 壓 燒 結 9 可 遊 免 熱 壓 方 法 中 之 缺 點 (低產率及零件形 1 1 受 限 ) 1 I 又 一 種 已 知 方 法 為 其 中 將 酚 樹 脂 作 為 黏 合 劑 添 加 至 含 1 氮 化 硼 之 材 料 使 材 料 模 製 成 型 然 後 將 材 料 與 藉 熱 分 解 I 所 得 之 殘 餘 碳 黏 合 〇 例 如 JP-A-3 -268849揭示- 一棰方法 1 1 為 » 將 8至1 5重量液 鼢 樹 脂 添 加 至 包 含 氮 ih 硼 與 部 份 安 定 1 1 化 氧 化 m 之 混 合 粉 末 t 接 著 撞 揉 及 分 解 酚 樹 脂 在 溫 度 為 1 I 1， 0 0 0 °C 至 1 ,2 0 0 °C 下 燒 結 已 揎 揉 之 產 物 Μ 獲 得 浸 式 噴 嘴 1 1 I 供 連 镛 鐮 造 〇 1 l 現 在 9 如 上 已 述 對 於 方 晶 氣 化 硼 材 料 由 於 其 持 定 1 1 特 性 而使 得 其 粉 末 或 燒 結 產 品 在 市 場 需 求 方 面 已 預 期 增 加 1 I 9 且 由 於 上 述 技 術 亦 使 得 其 使 用 性 提 高 » 但 巨 前 為 止 其 市 1 I 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS A4規格（210X297公釐） Τ 1 1 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 Μ Β7 ___ 五、發明:説明（4 ) 場需求並不如預期般增加。此主要原因係六方晶氮化硼粉 末為昂貴的。 六方晶氮化硼粉末昂貴之理由為，由於作為原料之硼酸 鹽與氧化硼在反應期間被軟化，其等在此當中變成玻璃狀 而阻止氮化作用，且氮化與結晶作用亦無法同時實施’使 得作為產物之氮化硼之純度為低。因此’對於製造六方晶 氮化硼粉末，如上所逑，其需進行許多步驟，使得製造步 驟變得繁困。 因此，有人已提議一種生無需使用到昂貴的六方晶氮化 硼粉末下於燒結產物中形成六方晶氮化斕之方法。例如， JP-A-4-325461曾揭示藉模製矽與B4C之混合粉末及在氮氣 氣氛中加熱混合粉末而可製造一種燒結產物為主含由b4c 進行氮化而形成之BN與C、由矽通行碳化而形成之SiC及由 矽進行氮化而形成之S i 3N4。 又，JP-A-5-201771揭示一種藉反應燒结而形成含氮化 硼之燒結產物之方法。其實施方式為，利用由矽、SiB4、 SiBB、A1B2、A1B12、C3Be、氧化矽及氧化銘所組成之群 中選出至少一材料作為起始粉末，Μ鐮造獲得具有形狀為 類似最終產品形狀之模製物，將模製物在氮氣壓力為500 至l,000mbar、溫度為1,000 °C至1,400¾下進行氮化5至 100小時，或在氮氣壓力為2至20bar下進行氮化1至2小時 。藉於氮化步驟中自矽形成Si3N 4及形成具一元素為鍵结 至硼之氮化物及自硼化物形成BN(SiBB形成為Si3N4與BN， 而A1BI2成形為AIN與BN)，可形成Si3hU、BN及A1N。在氮 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X2.97公釐） -7 - ’ (請先W讀背面之注意$再填寫本頁) ----------------1. ^-----ί^Λ-----------------&----- A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 5 ) 化 步 驟 之 後 9 將 所 形 成 之 產 物 於 溫 度 範 圍 1, 500 oC 至 1 ,900 t: 內 燒 結 » β 1 _ 矽 阿 隆 (S ί a 1 〇 η) 係 形 成 白 si 3n 4、 A 1Η及 先 前 添 加 之 A1 2 〇 3 ’ 而氧氮化矽（S i 2Ν 20)係形成自S 1 3 fU 及 先 刖 添 加 之 Si 〇 2 > 如 此 可 獲 得 一 種 由 β 1 一 矽 阿 隆 酸氮 化 矽 及 氮 化 硼 作 為 主 要 成 份 而 組 成 之 燒 結 產 物 〇 在 此 例 中 9 其 述 及 硼 化 物 之 碳 含 量 較 佳 需 為 0 . 1¾或 更 少 9 且 標 的 物 不 包 括 B* C c 又 其亦述及氧化物如氧化鋁、 二氧化矽、 富鋁 紅 柱 石 (m u 1 1 i t e )， 氧化锆、 氧化紀、 YAG (釔鋁石榴石 y ttr in m - a 1 u m in u m g a r e η t 3Y Ζ 0 3 5Α1 2 〇 3 ) 氧 化 鈣 及 氧 化 鎂 可 被 添 加 至 起 始 材 料 但 不 得 在 有 b2 〇 3 0 又 其 並 侷 限 於 此 等 氧 化 物 添 加 劑 在 氮 化 步 驟 中 及 燒 結 處 理 期 間 不 會 與 存 留 之 起 始 粉 末 反 Bjy 應 〇 JP -A -4 -325461 及 JP- Α- 5- 201771 皆 揭 示 藉 如 上 所 述 將 矽 與 硼 化 物 進 行 氮 化 而 獲 得 之 一 種 具 含 氮 化 矽 與 氮 化 硼 之 複 合 材 料 之 燒 结 產 物 0 又 已 知 的 是 粉 末 可 於 氮 化 步 驟 刖 形 成 如 上 述 諸 專 利 公 告 案 中 所 述 者 特 別 是 9 後 者 並 述 及 一 種 藉 將 起 始 材 料 之 混 合 物 鑲 造 及 然 後 將 氮 化 作 用 ttfy 懕 用 於 成 形 產 物 而 形 成 具 有 形 狀 為 類 似 最 終 形 狀 之 成 形 材 料 0 如 上 所 述 對 於 - 方 晶 氮 化 硼 材 料 由 於 材 料 之 特 定 特 性 而 使 得 其 在 市 場 方 面 需 求 如 其 粉 末 或 燒 結 產 物 者 為 已 預 期 會 增 加 * 但 實 際 上 其 市 場 需 求 並 不 如 預 期 般 增 加 > 因 為 方 晶 氮 化 硼 粉 末 為 昂 貴 的 〇 有 關 上 述 問 題 對 於 燒 結 產 物 f 如 上 所 述 之 JF -β i-4 [-325 良紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 請 先 閎 讀 背 面 之 注 意 I； 再 f 衣 五、發明裁明（6 ) A7 B7 461及JP-A-5-201771乃提議一種方法為，利用 以代取六方晶氮化硼粉末作為原料，藉氮化一 物粉末之模製物而形成六方晶氮化硼，Μ製造 化硼之複合材料，若可獲得一種不昂貴之硼化 即可解決上述成本之間題。 然而，此方法僅適用於有限組成物系統，藉 硼化物氮化而獲得包含氮化矽與氮化硼之複合 材料，卻無法突出含氮化硼之複合材料之各種 .又，當將 JP-A-4-325461與 JP-A-5-201771中 反應實施，其所產生之問題為，產物顯示20至 增加。即，如上專利公告案所述，當起始材料 在模製物處於自由表面狀態中將模製物實施前 製物卻膨脹及變形，而在許多實例中，裂縫即 驟中。因此，很難獲得一種可如其本身而被實 結產物。 硼化物粉末 種包含硼化 一種包含氮 物，此方法 將金靥矽與 材料之燒结 可能性用途 所述之各種 80S!之體積 被模製時， 述反應，模 發生於此步 際使用之燒

請 ’1 先I 閲 I 讀 背Iί j I 事，、I 再j § r ：, 本于 買I 訂 ^)1 樣! I. 要 概 之 明 發 低 在 可 法 製 之 料 材 硼 化 氮 含 f 1 種 1 供 提 為 的 百 之 明 發 本 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 得 獲 法 製 此 由 藉 供 提 為 亦 及 料 材 之 硼。 化料 氮材 含之 得硼 獲化 下氮 本含 成之 化 氮 含 種 1 供 提 明 發 本 9 ·« 的驟 目步 逑列 上下 成括 達包 為其 法 製 之 料 材 係 物 化 硼 該 末 粉 合 混 之 物 化 氧 1 ; 第成 及組 物所 化素 硼元 含 一 包另 備及 製硼 由 藉 9 末 粉 合 混 熱 加 中 氛 氣 化 氮 在 素 元 1 另 該 之 中 物 化 張 -紙 本 CN f\ 準 標 家 國 國 |中 用 it 9 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A 7 B7 五、發明説明（7 ) 將第一氧化物還原至氮化硼及由具有較第一氧化物為少之 鍵結氧之第二氧化物、氧氮化物、氮化物及硼化物所組成 之群中選出之至少一者，結果獲得含氮化硼之材料。 亦且，本發明提供一種藉由前述方法製得之含氮化硼之 材料。 再者，本發明提供一種含氮化硼材料之製法，其包括下 列步驟： 製備包含至少兩種硼化物之混合粉末；及 在氮化氣氛中加熱混合粉末Μ製得氮化硼及一化合物為 包含多個元素鍵结至該至少兩種氮化硼中之硼。 而且，本發明提供一種藉由前述方法製得之含氮化硼之 材料。 此外，本發明提供一種含氮化硼材料之製法，其包括下 列步驟： 製備包含硼化物及Α1之混合粉末；及 在氮化氣氛中加熱混合粉末Μ製得氮化硼及A 1 Ν。 而且，本發明提供一種藉由前述方法製得之含氮化硼之 材料。 圖式之簡略說明 圖1示本發明一實施例中所使用之受限模具之横剖面圖； 圖2示藉將具螺釘部之上方覆層旋緊於模具之上以關閉 模具空腔之圖。 圖3示藉由溶解圖2之模具而得之燒结產物之橫剖面圖。 圖4示藉由傳統方法而製得之模製物之圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 1 〇 - ~： (請先閲讀背面之注意$再填寫本頁) 衣. --. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 11 1" * """·" ............ _ 瞧 — ' ' 五、發明.説明（8 ) 圖5示藉由傳統方法而製得之燒結產物之圖。 具體例之說明 依據本發明之第一態樣為提供一種含氮化硼材料之製法 ’其包括將硼化物與氧化物之混合粉末在氮化氣氛中加熱 ’利用與硼化物之硼鍵结之元素，將一部份或全部的氧化 物遨原，使混合粉末轉化為具有較少鍵結氧之氧化物、氧 氮化物、氮化物、碳化物及硼化物之至少一種，並使氮化 硼成形。 依據本發明之另一態樣為提供一種氮化硼材料，其為藉 由在氮化氣氛中將包含硼化物與氧化物之混合粉末加熱而 獲得之材料，此材料包含具有較少鍵结氧之氧化物、氧氮 化物、氮化物、碳化物及硼化物之至少一者，及氮化硼。 在此例中，所形成之氮化硼為非結晶性或圼六方晶者。 本發明人先前提議一種含氧化硼之無機材料之製法，其 包括氮化一種無機粉末之填充或成形產物，其包含至少20S； 之一種硼化物為具羼於週期表第I至W族之至少一種元素 ，以將至少50重量化物轉化成前述元素或該元素之氮 化物（JP-A-7-048105)。其述及使用一種硼化物之氮化方 法，在無需使用燒结助劑下可製造一種含氮化硼材料之燒 結產物。 然而，為了確保合於實際使用之燒结材料之生產，Μ免 所用方法造成膨脹、變形或製鏠形成，施加熱壓為必然的 。但如上已述，施加熱壓乃受限於簡單形狀，即此熱壓係 於一個方向中施加。而且，其可施予之成份糸統範圍為廣 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 11 ----------------.Ί — 衣-----；一I 訂/·----- (請先閲讀背面之注意^被再填寫本頁) 0 nn uti A7 B7 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 五、發明祥明（ C ) 1 i I 於 JP -A -4 -325461及 JP- A- 5- 201 77 1 所 述 及 者 但 可 施 予 之 1 1 I 成 份 糸 統 為 不 足 者 〇 1 1 為 此 問 題 所 進 行 之 各 項 研 討 之 结 果 本 發 明 人 乃 發 現 藉 請 先 1 1 閲 1 由 所 選 定 之 適 當 溫 定 及 將 包 含 硼 化 物 與 氧 化 物 之 起 始 材 料 讀 背 1 面 1 於 氮 化 氣 體 如 氮 氣 氨 氣 氨 分 解 氣 體 等 或 於 包 含 氮 化 氣 之 注 1 1 體 之 混 合 氣 體 中 加 熱 9 利 用 與 硼 化 物 之 硼 鍵 結 之 元 素 將 意 t 一 部 分 或 全 部 氧 化 物 還 原 » 藉 此 使 起 始 材 料 被 轉 化 成 具 有 再 1 ' 寫 本 衣 較 少 鍵 結 氧 之 氧 化 物 氧 氮 化 物 氮 化 物 碳 化 物 或 硼 化 頁 1 I 物 並 亦 可 形 成 非 结 晶 或 方 晶 氮 化 硼 〇 1 1 本 發 明 即 根 據 此 知 識 而 得 Μ 完 成 9 其 可 應 用 於 極 廣 範 圍 1 之 成 份 糸 統 可 確 保 生 產 合 於 實 際 使 用 需 求 之 燒 結 產 物 t Ί ‘訂 在 4πτ 需 使 用 熱 壓 下 不 會 造 成 膨 脹 變 形 或 製 鏠 形 成 且 可 I 生 產 廣 泛 實 用 之 燒 結 產 物 供 各 種 形 狀 之 零 件 〇 I 1 現 在 本 發 現 將 作 明 確 說 明 〇 本 文 中 對 於 起 始 材 料 之 硼 化 1 1 物 並 4m: m 特 限 制 但 較 佳 之 硼 化 物 為 具 有 屬 於 週 期 表 第 I 至 ΊΙ 感 N 族 之 元 素 之 至 少 一 者 0 1 I 具 有 屬 於 週 期 表 第 I 族 元 素 之 硼 化 物 包 括 例 如 9 Be Β ζ 1 1 1 S Be B B Λ Be B X 2 ’ Μ gB ζ ’ C a B 6 ' S rB Β及Β aB 6 < > 1 1 具 有 屬 於 週 期 表 第 I 族 元 素 之 硼 化 物 包 括 9 例 如 9 A1 B 2 1 Λ A1B ! 2 S C B 2 υβ2 YBg ΥΒι 2 ’ LnB s 及 L η ί i 2 (其中L η 1 1 為 鑭 ) 3 1 I 具 有 屬 於 週 期 表 第 IV 族 元 素 之 硼 化 物 包 括 例 如 9 B-, C 1 1 I B 1 3c 1 Ζ SiB4 、 Si b6 S i B 1 2 Ί i B 2 1 r Β ζ ' HfBz 、 1 1 ThB ο 及 ThB e 〇 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ ；[ 2 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明fy月（ίο) 具有屬於週期表第V族元素之硼化物包括，例如，VB、 V B z ' N b B 2 ' TaB及 TaB20 具有屬於週期表第VI族元素之硼化物包括，例如，CrB 、CrB2、MoB ' MoB2、WB' ¥2B5 ' WB4、UB4R UB i z ° 而且，供本發明使用之起始材料之硼化物係較佳為由 MgB2、 CaBG、 A1BZ、 A1B12、 TiB2、 ZrB2及 B4C所選出之一 或多種硼化物。 對於起始材料之氧化物並無特別限制，較佳為具有屬於 週期表第I至VI之一或多種元素之氧化物。 具有屬於週期表第I族元素之氧化物包括，例如，BeO 、M g 0 N C a 0 ' S r 0 ^ S r 0 2 ' Ba〇2及 Ba02° 具有屬於週期表第11族元素之氧化物包括，例如， A 1 2 B 3 % S c 2 〇 3 Λ Υ 2 0 3 ' C e 0 2 ' L a z 0 3 ' ΡγβΟιι、N d z 0 3 ' S IH 2 0 3 s Ell2〇3 及 Gd2〇3 0 具有屬於週期表第IV族元素之氧化物包括，例如，

Bz〇3 ' SiOz、TiO、Ti 2〇3 ' T〇3〇s - Ti02 > Zr02 - Hf02及 ThOz ° 具有屬於週期表第V族元素之氧化物包括，例如，VO、 Vz〇3 ' V02、 NbO、 Nb02、 Nb205及 Ta205° 具有屬於週期表第W族元素之化物包括，例如， C Γ Z 0 3 ' Μ 〇 0 Z ' W〇2、 W g 0 B ' W〇3 及 ϋ〇20 而且，供本發明使用之起始材料之氧化物較佳為選自 T i 0 2、Z r 0 2、C r 2 0 3、Β 2 0 3、A 1 2 0 3 及 S i 0 2 之一種或多種氧 化物。 本纸張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 13 - —^· ^1. II - -.....I :'-- I \^- . - I (請先M讀背面之注意^^再填寫本頁) 訂- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明禅明（u) 而且，供本發明使用之起始材料之氧化物可為一種複合 氧化物。此複合氧化物之範例為 - Αί2〇3 · Ρ2〇5, 3Α12〇3 · 2Si〇2, Al2〇3 -Ti〇2, Al2〇3 · 2Ti02, BaO · Al2〇3,

Ba〇e · A1203 , Ba〇.Al2〇3 -2Si02, 2BaO · Si02, BaO ·Ζγ02, BeO ·

Al2〇3, BeO -Si〇2, 2BeO-Si〇2, 3BeO-Ti〇2, 3BeO-2Zr〇2, 3Ca〇5 -Al2〇3, CaO •Cr03, CaO «Cr203, Ca0-Hf02, 3Ca0-P205, 4CaO*P2〇s, 3Ca0-Si02, 2CaO .Si02, 5Ca0.Si02.P205，CaO .TiOz, 2CaO.Ti〇2, 3CaO.Ti〇2, CaO ·

ZrOz, CoO · Al2〇3, FeO « Cr2〇3, MgO · A1203 , MgO · CrzOa, Mg〇 · Fe2〇3, Mg〇 ·

La2〇3, 2MgO . Si02，2MgO . Ti02, MgO . Zr02, Mg〇 . Zr〇2 . Si02，NiO · AI2O3, Kz0 · AI2O3 -2Si〇2, SrO-Ah〇3, 3SrO · Pz〇s. SrO -ZrOz, Th02 ♦ I Zr02, ZnO .Al2〇3, ZnO.Zr〇2 .Si〇2,及 Zr02 .Si〇2. 在前述複合氧化物當中，較佳為包含有選自Ti〇2、Zr〇2 、Cr03、B2〇3、Al2〇3及Si02之一或多種氧化物之複合氧 化物。 各由/u2〇3及Si02為主成份所組成之水_土、 高嶺石，由Ζγ·02· Si02為主成份所組成之踏英石砂、由 卜〇2為主成份所組成之單斜锆礦等，亦可用作本發明所® 用之複合氧化物。 而且，起始材料之氧化物之一部份或全部可被氧化物先

質（precursor)取代，其乃藉熱分解而物I 此類先質之範例為氫氧化物類，例如Al(〇H)3、HsBO3等’ 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---------------Ί' ^-----Ί 訂^------— 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（12) 烷氧化物類如[(KH3)2CH,0]3A1等，有機酸鹽類如Al[CH3CH (oh)coo]3等，及無機酸鹽類如Al(N〇3)· 9H20等，而一部 份或全部iU2〇3可被前述先質取代。

在本發明中，氧化物係利用與硼化物之硼鍵结之元素而 遷原，K形成一或多種具有較少鍵結氧之氧化物、氧氮化 物、氮化物、碳化物及硼化物、並使氮化硼成形。對於利 用與硼化物之硼鍵結之元素將氧化物遨原Μ轉化為氧氮化 物及使氮化硼成形之反應，其範例如下。 CaB8+2Zr02+3N2^ CaZr03+Zr0+6BN

對於利用與硼化物之硼鍵結之元素將氧化物還原K形成 氧氮化物及使氮化硼成形之反應，其範例如下。 3CaB6+3Si02+10Nz->3Ca0 · Si02+Sί2N20+18BN 6AlB2+3Si02+9N2->2Al3〇3N+Si3N4+12BN 6AlBi2+3Si02+39N2-^2Al3〇3N+Si3N4+72BN 3B4C+3A12〇3+7Nz^2A13〇3N+12BN+3CO 對於利用與硼化物之硼鍵結之元素將氧化物遷原Μ形成 氮化物及使氮化硼成形之反應，其範例如下。 4AlB2+3Si02+6N242Al203+Si3N4+8BN 4AlB12+3Si02+14N2^2Al203+Si3H4+24BN 3CaBB+B2〇H+10Nz-> 3Ca0+20BN 6MgB2+3Si02+8N246Mg0+Si3N4+12BH 3TiB2+3Si02+5N2^3Ti〇2+Si3N4+6BN 3Zr*B2+3Si02+5N24 3Zr02+Si3N4+6BN 6B4〇3Si02 + 14N24 Si3N4+24BN + 6C0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ ι 5 - (請先閲讀背面之注意事'項·再填寫本頁) m I— IM1 Bn— —Bl^i m^i \1, 为 _ T n I _ I - -I 、？ I I- - - - - m ^14 1^1 r 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 A7 ___ _B7_____ 五、發明説明（j 3) 3B*C+Al2〇3+7H2^ 2A1H+12BN+3C0 4B4C + 2Ti02+9N2-> 2TiN + 16BN + 4C0 4B4C + 2Zi02 + 9N2-> 2ZiN + 16BN + 4C0 3B4C+B2〇3+7N2^ 14BN+3C0 廚於利用與硼化物之硼鍵结之元素將氧化物遷原M形成 碳化物及使氮化硼成形之反應，其範例如下。 3B4C + Si02+6Nz-> SiC + 12BN + 2C0 13BtC+3Cr2〇3+26N2->2Cr3C2+52BH+9CO 對於利用與硼化物之硼鍵结之元素將氧化物埋原Μ形成 硼化物泛办使氮化硼成形之反應，其範例如下。 2CaB6+Zr02+5N2-> 2Ca0 + ZrB2 + 10BH 2B4C+Zr02+3N2—ZrB2+6BN+2C0 廚於利用與硼化物之硼鍵結之元素將複合氧化物遨原以 形成碳化物、氮化物及硼化物及亦使硼化物成形之反應’ 其範例如下列富鋁紅柱石（3Α1203· 2Si02)、錐英石（Zr〇2 15B4C + 3ΑΙ2Ο3 • 2Si02 + 33Ν2 — 6Α1Ν + 2-SiC + 6QBN + 13C0;. 6B4C η 卜 3Α1·2〇3 • 2Si02 + 12N2 — 3Al2〇3 + 2SiC + 24BN + 4C0 4B4C η 卜 3Α!2〇3 • 2Si〇2 + (28/3)N2-> · 3Α12〇3 + (2/3)Si3N4 + 16BN + 4C0 ：5B„C + Zr02 * Si02 + 9N2 ZrBz + SiC + 18BN + 4C0 4B4C + Zr02 · Si02+(59/3)N2 — ZrN+(2/3)Si3H2 + 16BN.4C0 此外，由於這些反應皆伴隨有吸熱反應或放熱反應’因 此所處理之材枓之溫度乃不同於所處理之材料之周圍溫度 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐） -16 - (請先閲讀背面之注意事?(再填寫本頁) 訂， 五、發明説明（14) ·. -A. A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ，但下文所示溫度意指周圍溫度。 在本發明所使用之含氮化硼之材料中*氮化硼之含量宜 為5至100重量JK。這是因為倘若其含量為少於5重量S!時’ 上逑氮化硼之特性很難被賦予至該含氮化硼之材料中。而 且，如上已述*所選用硼化物SB4C，所選用氧化物為 b2o3，並藉將b4c及b2〇3於氮化氣氛中反應W使氧於C0形 式中被移除，具有實質為1〇〇重量％之81(即可被形成。 在B«C與B203反應所形成BN之例中，反應溫度較隹為 1,000 ¾至1,400¾。這是因為若反應溫底於l，〇00t!，將 大大延緩反應，而另一方面，若溫度高於ι,4〇ου，因蒸 發而造成β2〇3之減損將增大。並且*所形成之材料為一種 藉將包含至少50至90重量及10至50重童ΧΒ2〇3或Η3Β〇3 之混合粉末在氮化氣氛中加熱至溫度為1 , 100¾至1,400 t 而獲得之材料，而更佳為藉X射線繞射分析而測得之最高 峰為BN。這是因為即進行結晶之氮化硼呈現了氮化硼之優 異特性。 利用鎚碎機、顎碎機、容器轉動式球磨機、外循環式球 磨機、振動球磨機、附設攪拌器球磨機等方式，將上述各 反應各製得之含氮化硼之多孔材料進行散解（d is integr at ing)，即可容易地獲得其粉末。由於藉上述反應而形成之 氮化硼將已被散解之特性賦予材料中，因此藉上述方法即 可在合於經濟成本下獲得含氮化硼材料之粉末。前述多孔 材料之孔隙度較佳為1 0至7 0 %，更佳為5 0至7 0 X。其原因為 孔隙度越高者越容易進行粉碎，惟若孔隙度太高時，氮化 請 先 閲 面 之 注 章 f f 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 17 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（15) 步驟中之生産率將降低。 當實施上逑各類反應時，產物即顯示20至8 0¾:之體積增 加量。 當起始材料藉習知方式模製Μ首先使其成形並將前述反 應在模製物之自由表面狀態中應用於模製物時’模製物將 膨脹並變形。而且，在很多例中，製縫出規於此步驟中。 因此，很難將燒結產物使用作一零件。 此問題乃如下解決，即將含硼化物之混合粉末填裝於耐 熱模具中，若有必要，將一負荷施加於填裝物Μ使填裝比 率成30至70%，而且若有必要，關閉填裝物開口 Μ利用耐 熱模具來實質控制填裝物之形狀，將此熱敏模具置於爐內 *並在氮化氣氛中加熱填裝物，Κ轉化其內含物為含氮化 硼材料之燒結產物。使用耐熱模具所得之優點為可獲得不 具製縫之燒结產物，可省略模製成型步驟，由於獲得最終 產物之形狀或類似於最終形狀之形狀，為使最終產物形狀 定型之後鑛加工可被省略掉或被大大地減低，如此即有可 能進行大量生產，不同於熱壓方式生產具有單一彤狀之單 一產物，將許多耐熱模具置於爐內，可生產具有複雜形狀 之產物。 在此例中，耐熱模具較佳為由含至少80重量ίΚ石墨或六 方晶氮化硼之材料所組成。這是因為此二材料為熱安定並 在適於前述反應之溫度下不易與氮反應，而此效果乃因含 至少80重量$前述材料而取得者。 而且，將混合粉末之填裝比率界定於30至70S；之原因為 本紙張尺度適用中國國家標準「CNS ) Α4規格（210X297公釐) _ 18 -~~： (請先閲讀背面之注意事項#填寫本頁) 訂' A7 B7 五、發明説明（1G) ，若填裝比率少於30¾，即使體積隨氮化反應增加，仍很 難獲得可確保足夠強度之體密度，而若填裝比率多於70¾ ，體積随氮化反應增加卻降低孔隙度，使得氣體進入之通 道胆塞，造成反應不易進行，耐熱模具將因過度增加之體 積而受損，耐熱模具之解離亦變得不可能。 下文將解說有用於各種氮化反應中燒結材料之各種含氮 化硼之材料。 首先，其中一種有用之含氮化硼之材料為藉將包含至少 1至15重量％CaB8、50至80重量％B4C及10至50重量J}B203或 h3bo 3之起始材料在氮化氣氛中加熱至溫度為1，1〇〇 υ至 1,400¾而得之材料，及為經由X射線繞射而測得最高峰 為BN之含氮化硼之材料。在成份条統中，所形成之CaO係 作用為燒結助劑，而已知為具有受限燒結特性之氮化硼， 其燒結將因此變為可能的。在藉84(：與8203反應K形成BN 之例中，反應溫度κ如上所逑之1,100¾至ι,4〇 ου為佳。 若反應溫度低於1，loot：，反應將大大地被延鍰，若反應 溫度高於1,40 0 〇，因蒸發而造成B2〇3之損失將增大。而 且，在藉將包含至少50至80重量％B4C與10至50重量％B203 或H3 B0 3之混合粉末在氮化氣氛中加熱至溫度1,100¾至 1，400 tl而獲得之含氮化硼之材料，經由X射線繞射而測 得最高峰為ΒΝ。這是因為具有如此進行结晶之氮化硼圼現 上述氮化硼之優異特性。 其次，其他有用之含氮化硼之材料為藉將包含至少5至 60重量！《〇388與40至95重量％Zr02之混合粉末在氮化氣氛中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X 297公釐） 請 先 閎 讀 © 之 注 意 I 本 頁 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -19 - A7 B7 五、發明説朋（17) 加熱至溫度1, 〇〇〇°c至1，500 υ而獲得之材料，及為含氮化 硼之材料，其中該材料包含至少一種CaO與Zr02之複合氧 化物或立方晶Zr02、2^2及81<，而藉將EDX(能量分散型X 射線分析術）而得之Zr峰高度與Ca峰高度之和對B峰高度之 比率係在0.02至9範圍內。對於含氮化硼之材料是否包含 CaO與Zr*02之複合氧化物或立方晶Zr02、ZrB2，及BN，此 可藉X射線繞射經由測定對應其等之繞射峰而證實之。 純Zr02之缺點為當其被加熱時，其在溫度Ι,ΟΟΟΌ至 1，100t將發生自單斜晶系統至四方晶糸統之相轉換，但 在冷卻時，將發生相對之相轉換而造成自行散解。然而， 在前述成份系統中，所形成之CaO含與Zr02成形為固溶體 Μ使一種CaO與Zr02複合氧化物成形，而此成份糸統可被 轉化為安定之立方晶系統，後者在當一部份或全部2「02被 加熱時並不會發生相轉換。已知〖1^2及〖1*〇2皆對金靨（尤 如鐵）具優異抗蝕性。在本發明之材料中，BN之優點被加 至ZrB2m Zr0z之優點，使得本發明之材料為具獨特高抗蝕 性材料，可被施予機槭加工。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 然而，若CaB6含量為少於5重量％或2^6含量為多於95重 量！!！，Zr02在燒結產物中之安定性為不足的。而且，若 (：^6含量為多於60重量％或Zr0e含量為少於40重量％，Ca含 量將過多，而Ca3N2形成於氮化步驟中，此為不當的，因 為Ca3N2將與空氣中水份發生作用Μ釋放氨，且亦膨脹而 導致燒結產物之崩散。 而且，若加熱溫度為低於1,000 °C，CaBemZr02不會發 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -20 - ~： 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _ B7_ 五、發明説朋（18) 生反應，但若加熱溫度為高於1,500¾，很難形成ZrB2; 二者皆非所宜。所形成之CaO與Zr02之複合氧化物組成物 依據原料之數量比率而有不同，但其組成物之範例為CaO •乙1»02及3(：3〇· 17Zr*0z。當CaBs數量為小時，不會形成複 合氧化物，而CaO與Ζγ·02形成為固溶體K使立方晶2^02成 形，其不會造成相轉換，但可形成複合氧化物或立方晶 Zr02。為獲得一種氧化物及高抗蝕性ZrBz與具優異機械 加工特性之氮化硼，藉能量分散型X射線分析術（EDX)所 得之Zr與Ca之峰高度和（為分子）對B之峰高度（為分母）之 比率為於0.02至9範圍内。若比率少於0.02，氧化物與 Ζγ·Β22特愤將為不足，而若比率大於9，氮化硼之特性將 不足。 第三，本發明再另一有用之含氮化硼之材料為藉將包含 至少5至60重量！KCaBB·與40至95簠量J«Zr02之混合粉末在氮 化氣氛加熱至溫度1,300¾至l,900t而獲得之材料，且亦 為如下含氮化硼之材料，其中此材料包含至少CaO與Zr02 之複合氧化物或立方晶ZrOz、ZrO，及BN，而藉EDX所得Zr 與Ca之峰高度和對b之峰高度之比率為於0.02至9範圍內。 含氮化硼之材料是否包含Ca〇與Zr02之複合氧化物或立方 晶Zr>〇2、ZrO，及BN，可藉X射線繞射經由测定對應其等 之繞射峰而證實之。 在含氮化硼之材料之中，藉CaO與Zr〇22固溶體之形成 或CaO與Zr02之複合氧化物之形成，材料亦可變成一種安 定之立方晶系統，而可避免隨2>〇2之轉換所產生之自行散 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） -21 - . m -San ·11« mt I I /.. \ _· (請先閎讀背面之注意事wt填寫本頁) 訂 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説朋（19) 解。而且，可獲得具有立方晶Zr02、CaO與Zr02複合氧化 物及ZrO之各具抗蝕性，特別是，對於熔化金屬及熔渣之 高抗蝕性特徵，以及具有BH之具優異機械加工特性之特徵 的材料。 而且，如上述氮化硼材料之例中，若CaBB含畺為少於5 重量5K或Zr〇2含量為多於95重量％，Zr02在燒結產物中之安 定程度為不足的。而且，若CaBe含量多於60重量J；aZr02 含量少於40重量％，Ca含量將過多，而Ca3N2在氮化步驟中 形成，此為不宜，因為Ca3N2將與空氣中水份反應以釋放 氨，且亦膨脹導玫燒結產物之崩散。 若加熱溫度低於l，300t：，很難形成Zr*0。而且，若加熱 溫度高於1,900 υ，因蒸發而造成起始材料之損失將不當 地變大。所形成之CaO與Zr02之複合氧化物之姐成物依據 原料之數量比率而不同，但在如上述含氮化硼之材料之例 中，組成物之範例為CaO* Zr02及3CaO· 17Zr02。若CaB4 數量小，不會形成複合氧化物，而CaO與Zr02形成為固熔 體Μ使不會產生相轉換之立方晶ZrO 2成形，而在此例中， 複合氧化物或立方晶Zr〇2可被形成。 為兼具此種氧化物與ZrO之高抗蝕性及氮化硼之優異機 械加工，藉EDX獲得之Er及Ca之峰高度和（作為分子）對B之 峰高度（作為分母）之比率宜在0.02至9範圍內。若比率少 於0.02，氧化物之特性將為不足，但若比率高於9，氮化 硼之特性將為不足。 第四，再另一有用之含氮化硼之材料為藉將包含至少5 本ΐ氏張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X2.97公釐) -22 - ~： ^^1.1 - - - - ! n.^ HI n Λ I '衣 I! I \ (請先閲讀背面之注意事參#-·填寫本頁) 訂Ί A7 Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明< 2 U) 1 1 I 至 60 重 量 %B 4c 與 40 至 95 重 量 %1 rO 2之混合粉末在氮化氣氛 1 1 I 加 熱 至 溫 度 1， 〇〇〇υ 至 1 ,5 0 0 t： 9 且 亦 為 如 下含氮化 硼 之材 1 I I 料 9 其 中 此 材 料 包 含 至 少 Zr B 2 及 BN 9 而 藉 EDX所得h之峰 請 \ 1 1 高 度 B之峰高度之比率為於0 .02 至 9 範 圍 內 。對於材 料 是否 1¾) 讀 背 1 | 面 I 包 含 Zr b2 及 BN > 可 利 用 X 射 線 繞 射 經 由 測 定對應其 等 之繞 之 注 1 射 峰 而 證 實 之 〇 意 1 I 含 氮 化 硼 之 材 料 亦 為 種 兼 具 Zr02 之 高 抗蝕特性 與 ΒΝ之 再 填 -1 寫 装 優 異 機 械 加 工 特 性 之 獨 特 材 料 0 頁 1 I 在 此 例 中 9 起 始 材 料 之 全 部 Zr 〇2 可 被 轉 化為Z r B 2 或 一部 1 1 份 Zr 〇 2 被 轉 化 為 Zr B 2 而 可 留 下 未 反 應 之 Zr •0Z。若 B 4 C含量 1 低 於 5重量光或 Zr 0 2 含 量 多 於 95 重 量 % Z r*B2之形成量將為 1 訂 太 小 f 而 不 能 獲 得 足 夠 之 Zr B z 高 抗 蝕 性 且BN之形 成 量亦 I 為 太 小 〇 而 且 $ 未 反 應 之 Zr 〇 2 將 變 得 過 量 ，使得因 相 轉換 1 1 之 白 行 散 解 不 能 被 不 當 地 軟 化 〇 若 B4 C含量變得多於60重 1 1 量 S!或τ rO 2含量為少於40重量% 所 形 成 之 BN將為過 量 ，導 \ 赚 致 不 適 當 地 降 低 材 料 之 強 度 〇 1 I 而 且 若 加 熱 溫 度 低 於 1 , 00 0 °c 不會產生B4C與 Zr 0 2之 1 1 1 反 臞 Ο 又 若 加 熱 溫 度 為 高 於 1 , 500 ¾ 將不當地使Ζ Γ Β 2 1 1 之 形 成 變 得 困 難 〇 1 為 兼 具 氧 化 物 與 Zr Bz 之 高 抗 蝕 性 及 氮 化 硼之優異 機 械加 I 工 特 性 Zr 之 峰 高 度 (作為分子）對 B之峰高度（作為 分 母） 1 I 之 比 率 宜 為 於 0 . 02 至 9範圍內 3若比率少_ 於0 . 0 2，氧化物 1 1 \ 與 Zr b2 之 特 性 將 為 不 足 9 但 若 比 率 高 於 9 ，氮化硼之特性 1 1 將 為 不 足 1 二 皆 非 適 宜 的 〇 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（2丨Ο X 297公釐） -2 3 _ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 --- 1 -------- --------------— 五、發明説明（21) 第五，本發明之另一有用氮化硼材料為藉將包含至少5 至60重量XBW與40至95簠量！KZr»022混合粉末在氮化氣氛 加熱至溫度1，300 °C至1,90010而獲得之材料，且亦為如下 含氮化硼之材料，其中該材料包含至少ZrN及ΒΝ,及藉EDX 所得Zr之峰高度對B之峰高度之比率為於〇·〇2至9範圍内。 材料是否包含ZrN及ΒΝ，可利用X射線繞射經由測定對應 其等之繞射峰而證實之。 含氮化硼之材料為一種兼具Z r* N之高熔點與導電性特性 及BN之優異機械加工性特性之獨特材料。在此例中，起始 材料之全部Zr02可被轉化成ZrN或一部份21>02被轉化成ZrN *而可留下未反應之Zr02。 然而，若B4C含量少於5重量S^Zr〇2含量多於95重量％， ZrN之形成量將為太小，而不能獲得足夠之ZrN特性，且BN 之形成量亦為太小。而且，未反應之Zr02將變得過量，使 得因相轉換之自行散解不能被不當地軟化。而且，若B4C 含量多於60重量！《或2「02含量少於40重量％，BN將過量形成 ，此將不當地減低材料之強度。 若加熱溫度低於1,300¾，不會形成ZrH。而且，若加熱 溫度高於1,900 °C，將不當地加大經由蒸發所造成起始材 料之損失。 為兼具Zr>N之導電性及氮化硼之優異機械加工性，藉EDX 所得Zr之峰高度（作為分子）對B之峰高度（作為分母）之比 率宜為於0.02至9範圍內。若比率少於0.02，ZrN特性將為 不足，但若比率高於9，氮化硼特性將為不足；二者皆非 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 24 - —1· »^^1» m .HI - -- ΐ. I I n c請先閱讀背面之注意象"#'填寫本頁) 、?τ .! --:(1¾ " A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作松印製 五、發明諫明（2 適宜的。 第六，本發明之再另一有用之含氮化硼之材料為藉將包 含至少1至5重量UaBe、10至50重量與15至90重量％ Zr*0z之混合粉末在氮化氣氛加熱至溫度1,300¾至1,900¾ 而獲得之材料’且亦為如下含氮化硼之材料’其中該材料 包含至少CaO與Zr*02之複合氧化物或立方晶Zr*02及BN，而 藉EDX所得Zr與Ca之峰高度和對B之峰高度之比率為於0.02 至9範圍內。材料是否包含CaO與Zr02之複合氧化物或立方 晶Zr*〇2及BN，可利用X射線繞射經由測得對應其等之繞射 峰而證實之。 在此例中，B4C及Zr02為主要反應材料，但添加少量（1 至5重量！OCaBe*可形成CaO，若與未加入此類添加劑之例 比較，前者可加速燒結並獲得高強度。為獲得此效果•必 須添加至少1重量S：CaBB，但若CaBe之量為多於5重量，改 良之效果卻變小。因此，Μ添加1至5重量S(CaBB為佳。 為兼具氧化物之高抗蝕性及氮化硼之優異機械加工性， 藉EDX所得Zr之峰高度（作為分子）對B之峰高度（作為分母） 之比率宜為於0.02至9範圍內。即，若比率少於〇.〇2，氧 化物與Zr〇2之特性將為不足，但若比率高於9，氮化硼之 特性為不足；二者皆非適宜的。 第七，本發明另一有用之含氮化硼之材料為藉將包含至 少1至5至60重量s；CaBB、5至90重量％A1203與5至90重量X Zr〇2之混合粉末在氮化氣氛加熱至溫度 @獲得之材料，且為如下含氮化硼之材料，其中該材料包 ) A4^'( 210X2.97^ j \ ^ ~ I-- n n I - H..H I I) I 、： / (請先閱讀背面之注意Ϋ,-^再填寫本頁) 訂： m -25 - A7 B7 五、發明説明（23) 含至少CaO與A1203之複合氧化物、Z r B z，及B N。材料是否 包含Ca〇與U2〇3之複合氧化物、ZrB2，及BN，可利用X射 線繞射經由測得對應其等之繞射峰而證實之。 在此例中，由於ZrB2在抗鋼液性方面為特別優異，因而 其形成為有利的，但未轉化成Ζγ·Β22未反應Zr02tt可存在 。而且，已與CaO形成固溶體之立方晶Zr02可被形成。這 是因為其等在抗蝕性方面，尤其是抗鋼液性方面皆為優異 的。一部份A1203可存在為Al2〇3或可與CaO成形為複合氧 化物，或可形成A1N及A10N。這是因為其等在抗蝕性方面 ，尤其是抗鋼液性方面為優異的。然而，對於A1N與A10N 之形成，所須溫度為1,800°C或較佳為高於1 , 900°C，惟在 該高溫下卻無法形成ZrBz。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 在至少Z r· B 2、C a 0與/U 2 0 3之複合氧化物為共存下即足K 取得高抗蝕性，而為實現此等複合氧化物之共存，加熱溫 度宜在1,00 0 t：至1,900Ό範圍內。而且，為取得該特性， 起始材料之Α12〇3與Zr02之含量各可於5至90重量％。此外 ，若CaBe含量為少於5重量％，所形成之BN量將為不足*因 而很難獲得BN之特性。而且，若CaBs含量為多於60重量％ ，在空氣中圼現不穩定狀態之Ca3N2將不當地被形成。再 者，在此例中對於藉EDX所得Zr*與Ca之峰高度和對B之峰高 度之比率所作限制之理由為相同於上述各材料之例者。此 亦適用於下文所述者。 第八，本發明再另一有用之含氮化硼之材料為藉將包含 至少5至60重量8；CaBB资40至95重量Ur〇2之混合粉末，其 26 (請先聞讀背面之注意事咬再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 (_______ B7__五、發明説明（24) 中20至100重童！SZr〇2為具有粒徑1(^44iUin之單斜晶訃〇2 ，在氮化氣氛加熱至溫f太1 , 0 0 〇 〇至1,500¾而獲得之材料 ，及為如下含氮化硼之材料，其中該材料包含至少單斜晶 Zr02、CaO與Zr02之複合氧化物、2>β2，及BN，而藉EDX所 得Zr*與Ca之峰高度和對B之峰高度之比率係在〇.〇2至9範圖 內。材料是否包含單斜晶Zr02、Ca0與Zr〇2之複合氧化物 、Zr*B2，及BN，可利用X射線繞射测定對應其等之繞射峰 而證實之。 作為起始材料之Zr02，較佳為其20至100重量％為具有粒 徑10至44wm之粗單斜晶Zr*02。這是因為一部份此粗粉末 在溫度為1,000¾至l，500t：下發生反應而被轉化為CaO與 乙1*02之複合氧化物、21^2等，但可存有未反應Zr02。即， CaO與ZrOz之複合氧化物具有優異之抗蝕性，但其缺點為 視所接觸之狀況，例如，鋼液或液態熔渣*此複合氧化物 會分解Μ釋放CaO，使得產物圼多孔性而降低其強度。然 而，此缺點可藉味存有之未反應Zr02M減媛之，因後者在 上述整個方法中並不會與CaO成形為固溶體。若起始材料 之Zr02粒徑為少於l〇ium，殘留之未反應Zr02為不足而不 能得到前述效，但若粒徑為大於44wra，未反應之Zr〇2將 圼過畺，如此在Zr02之整個改質中可圼現出自行散解現象 。再者，若靼始材料之粗Zr02含量為少於20重量％ ’殘留 之未反應Zr02量為不足而不能得到前述效果。 第九，本發明再另一有用之含氮化硼之材料為，藉將包 含至少5至60重量iKCaBe、40至95重量％Zr02之混合粉末， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -27 — (請先聞讀背面之注意事^#'填寫本頁) 裝· 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（25) 其中20至100重量％Zr02為具有粒徑10至44 m之單斜晶 Zr02粉末，在氮化氣氛加熱至溫度l,300t!至l,900 t：而獲 得之材料，及為如下含氮化硼之材料，其中該材料包含至 少單斜晶Zr02、CaO與Zr02之複合氧化物* ZrO或ZrN，及 BN，而藉EDX所得Zr與Ca之峰高度和對B之峰高度之比率為. 在0.02至9範圍内。材料是否包含單斜晶Zr〇2、CaO與Zr02 之複合氧化物、ZrO或ZrN，及BN，可利用X射線繞射經由 測定對應其等之繞射峰而證實之。 作為起始材料之Zr02，較佳為其20至100重量X為具有粒 glO至44w m之粗單斜晶Zr 0 2粉末。瑄是因為也乜斑> 粉末在溫度為1,300 °C至1,900¾下發生反應而被轉化為 CaO與Zr02之複合氧化物、ZrO或ZrN等，但可存有未反應 Zr〇2〇利用此種粗單斜晶Zr*02粉末及存有之未反應Zr02 ’ 鋼液可如上述例中般被改良。若起始材料之Zr02粒徑為少 於10« m，所存有未反應叾「02量為不足，而不能獲得前逑 效果，但若其粒徑為大於44wm，未反應之21*02將圼過量 ，如此可顯著出規因Zr02之轉換而造成之自行散解。再者 ，若起始材料之粗Z r· 0 2含量為少於2 0重量％，所存有未反 應之21*02量為不足，因而無法獲得前述效果。 第十，.本發明再另一有用之含氮化硼之材料為藉將包含 至少5至60重量XBiC、40至95重量！KZr02之混合粉末，其中 20至100重量％Zr0z為具粒徑10至44wm之單斜晶Zr02粉末 ，在氮化氣氛加熱至溫度l，000t：至1,500¾而得之材料； 及為如下含氮化硼之材料，其中該材料包含至少單斜晶 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210 X 297公釐） -2 8 _ (讀先閣讀背面之注意事V苒填寫本趸) 裝· 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（26)

Zr02、ZrB，及BN，而藉EDX所得Zr與B之峰高度和對B之峰 高度之比率為於〇. 02至9範圍内。材料是否包含單斜晶 Zr02、ZrB2，及BN，可利用X射線繞射經由测定對應其等 之繞射峰而證實之。 作為起始材料之Zr02，較佳為其20至1〇〇重量％為具释 徑10至44« m之粗單斜晶Zr02粉末。這是因為一部份此粗 粉末在溫度為1,100¾至l,500t!下發生反應W轉化為Zr02 等，但可存有未反應Zr02。即，ZrB2具優異之抗鋼液性但 卻劣於Zr02。然而，利用此種粗單斜晶Zr02粉末及存有之 未反應Zr02，可減緩前逑缺點，並可如上述例中改良抗鋼 液性。對於起始材料之〖^(^粒徑所作限制之理由乃如上已 述者。又，若起始材料之粗Zr02含量為少於20重量S!,所 存有未反應之Zr02量為不足的，因而不能獲得前述效果。 第十一，本發明另一有用之含氮化硼之材料為藉將包含 至少5至60重量與40至95重量％Zr02之混合粉末，其中 20至100重量％Zr02為一種具有粒徑10至44wm之單斜晶系 統Zr02，在氮化氣氛加熱至溫度1,300¾至1,900*0而獲得 之材料；及為如下含氮化硼之材料，其中該材料包含至少 單斜晶Zr02、ZrN，及BN，而藉EDX所得Ζ>之峰高度對Ca；t 峰高度之比率為於0.02至9範圍內。材料是否包含單肖帛 Zr*02、ZrH，及BN，可利用X射線繞射經由測定對應其等 之繞射峰而證實之。 作為起始材料之Zr〇2，較佳為其20至1〇〇重量％為具_ 徑10至44w m之粗單斜晶Zr〇z粉末。這是因為此—部份· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） ----------!'-裝-- | (請先鬩讀背面之注意毛項再填寫本頁) ，?τ -¾ L\ 29 A7 B7 五、發明説明（2^). 粗粉末在溫度為1,300¾至1,900 "C下發生反應Μ被轉化為 ZrN等，但仍存有未反應Zr02。即，ZrN里劣抗蝕性尤其對 鋦液之抗蝕性，且與銅液反應，但利用此種粗單斜晶Zr02 粉末及存留之未反應Zr02，可減鑀前述缺點’而抗鋼液性 可如上述例中般被改良。對於起始材料之Zr02粒徑所作限 制之理由乃如上所述。又，若起始材料之粗Zr02,量為少 於20重量％，未反應ZrOz之存留量為不足，而不能獲得前 逑效果。 第十二，本發明另一有用之含氮化硼之材料為藉將包含 至少1至5重量|CaBe、10至50重量！KB4C與15至90重量JKZr02 之混合粉末，其中20至100重量％2?*02為具有1〇至44wm粒 徑之單斜晶Zr02粉末，在氮化氣氛加熱至溫度1，3〇〇 1至 1，900 t：而獲得之材料，及為如下含氮化硼之材料，其中 該材料包含至少單斜晶Zr02、立方晶Zr02，及BN，而藉 EDX所得Zr*與Ca之峰高度和對B之峰高度之比率為於至 9範圍內。材料是杏包含單斜晶Zr〇2、立方晶Zr〇2，及BN ，可利用X射線經由测定對應其等之繞射峰而證實之。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閾讀背面之注意Ϋ,^#'-'填寫本頁) 作為起始材料之Zr02，較佳為其20至1〇〇重量％為具有 1#^拉彳§泛粗單斜晶Zr〇z粉末。這是因為此一部份 粗粉末會在溫度為1,300¾至1,900 t：下與CaB6反應Μ被轉 化成立方晶Zr02，後者會與CaO成形為固溶體*但仍存留 未反應之Zr02。即，立方晶Zr*02具優異抗蝕性，但其缺點 為視其與例如鋼液或液態熔渣之接觸情況，與其形成為固 溶體之CaO乃被釋除，使產物圼多孔性而降低產物之強度 本&張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 〇 〇 - A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（28) 。然而，利用此種粗單斜晶Zr Ο z粉末與存留之未反應Zr Ο 2 ，前述缺點可被減鍰，而抗鋼液性等可如上述之例般被改 良。對於起始材料之Zr02粒徑所作限制之理由乃如上已述 者。又，若起始材料之粗Zr02含量為少於20重量》：，未反 應ZrOz2存留量為不足，而不能獲得前述效果。 第十三，本發明再一有用之含氮化硼之材料為藉將包含 至少5至60重量％CaBB、5至90重量S!A1203與5至90重量％ Zr02之混合粉末，其中20至100重量S：Zr02為具有10至44 粒徑之單斜晶Zr*02粉末，在氮化氣氛加熱至溫度1，300 t至l,900t：而獲得之材料，及為如下含氮化硼之材料* 其中該材料包含至少單斜晶Zr02、立方晶Zr*02_Ca0與 Zr02之複合氧化物、ZrBz、CaO與Al2〇3之複合氧化物，及 BN。材料是否包含單斜晶Zr02、立方晶Zr02或CaO與ZrOz 之複合氧化物、ZrB2，及BN，可利用X射線繞射經由測定 對應其等之繞射峰而證實之。 作為趄始材料之Zr02，較佳為其20至100重量S!為具有10 至44 « m粒徑之粗單斜晶Zr02粉末。這是因為此一部份 粗粉末會在l,300t：至1,900¾下與〇388發生反應Μ被轉化 為立方晶Zr*02，後者會與CaO或CaO與Zr02之複合氧化物成 形為固溶體，但仍存留未反應之Zr02。即，立方晶21*〇2具 優異抗蝕性，但其缺點為視其與例如網液或液態熔渣之接 觸情況，與其形成為固溶體之CaO乃被釋除》使產物里多 孔性而降低產物之強度。又，CaO與Zr022複合氧化物具 優異抗蝕性，但其缺點為，當複合氧化物與液態熔渣上之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇x2.97公釐） ------^----r—r..裝-- (請先聞讀背面之注意事r#''-填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、 發明説明 (29) 鋼 液 接 觸 時 f 複 合氧 化物 將 分 解 而釋 放 CaO， 使產物呈多 孔 性 9 因 此 降 低 其強 度 〇 然 而 > 其缺 點可藉 上 述 方法而 減 緵 9 因 為 可 存 留 未反 Dtp 懕 之 Zr 〇 2 〇 對於 起始材 料 之 Zr02 粒 徑 所 作 限 制 之 理 由 乃如 上 已 述 者 〇 又， 若起始 材 料 之粗Zr 〇 2 含 量 為 少 於 20 重 量％， 未反應Z r0 2之存留量為不足而不能 獲 得 、.丨--刖 述 效 果 〇 而 且 9 共 存 之 CaO 與 A 1 2 〇 3 之 複 合氧 化物不 僅 具 極優異 之 抗 蝕 性 9 但 亦 加 速材 料 之 燒 結 並 增加 材料之 強 度 。然而 9 若 Ca 0為過量， 複合氧化物之熔點會降低，使材料無法在 高 溫 下 被 使 用 〇 如上 已 逑 9 原 料 之複 合比率 係 有 其適量 範 圍 0 即 較 佳 為 使用 包 含 至 少 5至60重量！KCa B G 5至90重 量 %h I Z 〇3 與 5至90重量》；Zr 0 2 之 混 合粉 末0 第 十 四 本 發 明另 一 有 用 之 含 氮化 硼之材 料 為 藉將包 含 至 少 5至60重量S!CaBB 5至90重量％A1 2 0 3之混合粉末，在 氮 化 氣 氛 加 熱 至 溫度 1， 300 ¾ 至 1 ，900 ¾而獲 得 之 材料， 及 為 如 下 含 氮化 硼 之材 料 其 中 該 材料 包含至 少 Ca 0與 A 1 2 0 3 之 複 合 氧 化 物 及 BN ° 材 料 是 否 包 含Ca 0 與 A1 2 〇 3 之 複合氧 化 物 及 BN 可 利 用 X射 線 繞 射 經 由 測定 對應其 等 之 繞射峰 而 證 實 之 〇 C a 0與Λ 1 2 0 3 之 複合 氧 化 物 9 如 CaO 2A 1 20 3不僅具極優 異 之 抗 蝕 性 9 但 亦加 速 材 料 之 燒 結並 增加材 料 之 強度。 然 而 » 若 Cs 0為過量時 *所形成複合氧化物之熔點乃被降低 » 使 材 料 無 法 在 高溫 下 被 使 用 〇 即， CaBe 含 量 較 佳為不 多 於 6C 重 量 % 。又 ，若C a E 6含量少龙 冷5重 量》；，隨著C a0之生 成 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7___ 五、發明説明（30) 量減少，BN之生量亦減少，而無法獲得此二成份之預期效 果。因此，原料之複合比率有適量範圍，而較隹為包含至 少5至60重量iKCaBe及5至95重量％Al2〇3之混合粉末。 第十五，本發明再另一有用之含氮化硼之材料為藉將包 含至少5至60重量％B4C與5至90重量S：A1203之混合粉末庄 氮化氣氛加熱至溫度1,600勺至2,30010，及為如下含氮化 硼之材料，其中該材料包含至少AIN及BN。材料是否包含 A1N及BN，可利用X射線繞射經由測定對應其等之繞射峰 而證實之。 如上已述，A1N具有優異之抗蝕性，尤其對鋼液與液態 熔渣更具優異之抗蝕性。又，BN具有優異之機械加工特性 。為獲得兼具此等特性之材料，較佳為如上所述者將包含 至少5至.60重量％B4C與5至95重量85A1203之混合粉末在氮化 氣氛加熱至溫度為1,600¾至2,300¾。 這是因為若加熱溫度低於1,600 °C，很難形成A1N，但若 加熱溫度高於2,300t!，因揮發而造成原料之Al2〇3之損失 將增大。此外，ai2o3具優異之抗蝕性，因而其一部份仍 可存留於未反應狀態。 第十六，本發明其他有用之含氮化硼之材料為藉將包含 至少1至20重量％CaBe、5至60重量％B4C與5至90重量％為1203 之混合粉末在氮化氣氛加熱至溫度為1,600¾至2, 300¾而 獲得之混合粉末，且為如下含氮化麵之材料，其中該材料 包含至少A1N及BN。材料是否包含A1N及BN，可利用X射線 繞射經由測定對應其等之繞射峰而證實之。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -33 - (請先聞讀背面之注意事^.再填寫本頁) 裝.

、1T 五、發明説明（3ί) Α1Ν具有優異之抗蝕性，尤其對鋼液與液態熔渣更具儍 異之抗蝕性，如上所述者。又，ΒΝ具有優異之機械加工特 性。為獲得兼具此等特性之材料，啤佳為如上所述者將包 含至少1至20重量S!CaBB、5至60重量與5至95重量％ Al2〇3之混合粉末在氮化氣氛加熱至溫度為l,600 °C至 2,300¾。這是因為若加熱溫度低於1,600¾，很難形成A1N ，但若加熱溫度高於2, 300¾，因揮發而造成A1 2〇3之損失 將增大。此外，及1203具優異之耐蝕性，因而其一部份可 存留於未反應狀態。又，較佳為添加1至20重量3!CaBe。這 是因為藉添加CaB6，可使材料變得容易燒結，因此可改良 材料之強度。在此例中，若CaBB含量少於1重量！《，其添加 之效果為不足的，但若其含量高於20重量S：，可形成低熔 點之含CaO與/U203之複合氧化物，其可降低高溫下之抗蝕 性。 第十七*本發明另一有用之含氮化硼之材料為藉將包含 至少10至80重量《B4C與10至90重量！l!Si02之混合粉末在氮 (讀先聞讀背面之注意事f再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 1’料 度材 溫之 至硼 熱化 加氮 氛含 氣下 化如 EC内 藉圍 料 材 I · ·1 之 S 得少 獲至 而含 ¾包 00料 9,材 I該 中 其 至 υ 及 對 度 高 峰 之 S 得 所 或 C • 1 S 含 包 否 是 料 材 為 及 而 範由 15經 至線 02射 ο X 於用 為利 率可 比 ， 之ΒΝ 度及 高 Ν 峰13 之； Β 此 是 別 特 〇 性 蝕 抗 之 〇 異 之優 實具 證渣 而熔 峰態 射液 繞及 之液 等鋼 其對 應料 對材 定此 測 抗 ae 之量 異重 優80 極至 Λν 具 1 渣少 熔至 態含 液包 對將 而藉 因係 ， 料 濕材 潤之 渣性 熔 特 態等 液此 被有 易具 不。 料性 材蝕 34 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X297公釐） $年 修正 A7 B7 五、發明説明（3 B 4 C與2 0至9 0重量％ S i 0 2之混合粉末在氮/化氣氛中加熱至溫 度為1，3 0 0 °C至1，9 0 0 °C而獲得。在此例中，若加熱溫度為 低於1，3 0 0 °C，S i 0 2不會藉由B 4 C而被所遛原，但若加熱溫 度為高於1,900 °C，因揮發而造成起始材料之損失將增大 ，因此二者皆非適宜的。 在所形成之晶相中，具S i之化合物可為S i C或S i 3 N 4，但 從抗蝕性觀點而言，M S i C為佳。當Μ氮氣作為氮化氣氛 時，藉選擇氮分壓，所形成之S i化合物可被控制為S i C、 SiC與Si3N4之混合相，或Si3N4。為獲得SiC，Μ低氮分壓 為佳，而較適之壓分為不高於l.IMPa。 為獲得兼具SiC及/或Si 之高抗蝕性及氮化硼之優異 機械加工性之材料，藉E D X所獲得S i之峰高度（作為分子） 對B之峰高度（作為分母）之比率宜為於0.02至15範圍内。 即，若比率少於0 . 0 2，S i C及/或S i 3 N 4之特性為不足的， 但若比率高於1 5，氮化硼之特性將為不足，因此二者皆非 適宜的。 第十八，本發明另一有用之含氮化硼之材料為藉將包含 至少10至60重量％B4C與40至90重量3：銷英石（Zr02· Si02) 之混合粉末在氮化氣氛加熱至溫度1 , 3 0 0 °C至1，9 0 0 °C而獲 得之材料，及為如下含氮化硼之材料，其中該材料包含至 少Zr02、SiC或Si3fU，及BN，而藉EDX所得Si與Zr之峰高 度和對B之峰高度之比率為於0.02至15範圍內。材料是否 包含Z r 0 2、S丨C或S ί 3 N 4，及B N，可利用X射線經由測定對 應其等之繞射峰而證實之。 本紙張尺度適用中國國家標隼（ CNS ) A4規格（210X297公釐）3 5修正賓 請 先 閱 之 注 意 事 項 再 % 本 頁 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（33) 此材料對鋼液及液態熔渣具優異之抗蝕性。特別是，此 材料不易被液態熔渣潤濕，因而對液態熔渣具極優異之抗 蝕性。具有此等特性之材料係藉將包含至少10至60重量％ B«C與40至90重量％结英石之混合粉末在氮化氣氛中加熱至 溫度為1,300 ¾至1,900¾而獲得。在此例中’若加熱溫度 為低於1,30 01，錐英石不會藉由^(：而被遷原’但若加 熱溫度為高於1,900¾，因揮發而造成起始材料之損失將 增大*因此二者皆非適宜的。 在所形成之晶相中，具Si之化合物可為sic或si3N*’.但 從抗蝕性觀點而言，MsiC為佳。當以氮氣作為氮化氣氛 時，藉選擇氮分壓，所形成之Si化合物可被控制為SiC、 SiC與Si3N4之混合相，或SiaN4。為獲得SiC，K低氮分壓 為佳，而較適之壓分為不高於 為獲得兼具SiC及/或Si 3N 4之高抗蝕性及氮化硼之優異 機械加工性之材料*藉EDX所獲得作為分子） 對B之峰高度（作為分母）之比率宜為於〇.〇2至15範圍內。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 即，若比率少於0 . 0 2，S i C及/或S i 31U之特性為不足的’ 但若比率高於15，氮化硼之特性將為不足，因此二者皆非 適宜的。 第十九，本發明另一有用之含氮化硼之材料為藉將包含 至少10至60重量！KB4C與40至90重量ϋ；富鋁紅柱石（3A1203 · 2Si02)之混合粉末在氮化氣氛加熱至溫度1 , 300T：至1 , 900 °c而獲得之材料，及為如下含氮化硼之材料，其中該材料 包含至少Al2〇3、SiC或Si3N4，及BN，材料是否包含Al2〇3 36 (請先鬩讀背面之注意事^再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格( 210X2.97公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（U) 、SiC或Si3N4，及BN，可利用X射線經由測定對應其等之 繞射峰而證實之。 此材料對鋼液及液態熔渣具優異之抗蝕性。特別是，此 材料不易被液態熔渣潤濕，因而對液態熔渣具極優異之抗 蝕性。具有此等特性之材料係藉將包含至少10至60重量 B4C與40至90重量S：富鋁紅柱石之混合粉末在氮化氣氛中加 熱至溫度為l,300t至l，900t：而獲得。在此例中，若加熱 溫度為低於1,30010，富鋁紅柱石不會藉由B*C而被 還原 ，但若加熱溫度為高於1 , 900 ¾，因揮發而造成起始材料 之損失良增大，因此二者皆非適宜的。 在所形成之晶相中，具Si之化合物可為Sic或Si3iU，但 從抗触性觀點而言，MSiC為佳。當Μ氮氣作為氮化氣氛 時，藉選擇氮分壓*所形成之Si化合物可被控制為SiC、

SiC與Si3N4之混合相，或Si3N4。為獲得SiC，Μ低氮分壓 為佳，而較適之壓分為不高於1.1 MPa。 第二十，本發明另一有用之含氮化硼之材料之藉將包含 硼化物與氧化物之混合粉末在氮化氣氛中加熱而獲得者， 及為如下含氮化硼之材料，其中該材料包含藉由鍵結至硼 化物中之硼而將一部份或全部氧化物遷原所得之至少一種 具較少鍵结氧之氧化物、氧氮化物、氮化物、碳化物及硼 化物、及氮化硼，及為如下含氮化硼之材料，其藉選用b4c 作為起始材料之硼化物而具至少10¾殘餘碳。 當B4c被氮化時，可形成4莫耳BH及1莫耳C。較佳為一部 #C係與起始材料之氧化物反應，而至少1(UC乃存留為殘 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格_( 210 X 2$>7公釐） -37- ---------1':裝-- /: (請先聞讀背面之注意事<再填寫本頁) 、,τ A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、 發明説明 ；35) 1 1 I 餘 碳 Ο 一 般 而 言 由 於 C在溫度高於600t： 下 畲 與 空 氣 反 應 1 1 I > 且 其 亦 會 與 許 多 金 屬 反 nty 懕 因 此 C被認為會阻止含C 之 材 1 1 I 料 對 工 氣 或 金 屬 類 之 抗 蝕 性 Ο 然 而 當 至 少 4莫耳BN共存 請 先 1 1 | 於 1莫耳C時 在 溫 度 到 達 1 , 00 0 t： K 內 C 興 空 氣 之 氧 化 反 讀 背 | 面 I 應 大 體 上 不 會 產 生 問 題 而 材 料 對 金 屬 類 之 抗 蝕 性 將 幾 乎 之 注 1 相 同 於 純 BN者 〇 意 % 1 另 面 1 —1 方 C對液態溶渣具優異抗蝕性 >即 藉存留B 4C 填 ·. 之 一 部 份 C 材料對空氣 金屬類及液溶渣之抗蝕能力可 寫 本 頁 裝 1 I 為 相 同 於 昂 貴 的 BH者 〇 然 而 當 殘 餘 之 C量為少於10% 之 C 1 1 總 量 時 將 無 法 獲 得 前 逑 效 果 〇 1 本 發 明 現 將 解 說 另 一 具 體 例 0 在 此 具 體 例 中 其 提 供 一 1 訂 I 種 含 氮 化 硼 材 料 之 製 法 其 包 括 將 包 含 至 少 兩 種 硼 化 物 之 混 合 粉 末 於 氮 化 氣 氛 中 加 熱 Μ 成 形 為 一 種 由 各 鍵 結 至 各 硼 1 1 化 物 之 諸 元 素 所 組 成 之 化 合 物 Μ 及 氮 化 硼 〇 1 1 對 使 用 作 起 始 材 料 之 硼 化 物 並 An* 特 別 限 制 但 其 較 佳 為 具 有 屬 於 週 期 表 第 I 至 VI 族 元 素 之 至 少 一 者 之 硼 化 物 類 〇 1 I 作 為 起 始 材 料 之 硼 化 物 類 更 佳 為 選 白 M g B z 、 Ca Be 1 | A1 B 1 Z ’ T i B z ' Z rB 2及Ε 4C 0 1 1 由 各 鍵 結 至 各 硼 化 物 之 諸 元 素 所 組 成 之 化 合 物 包 含 例 如 Mg 2c a ’ T i A 1 Α1Ζ Γ 3 、 Ca cz 及 Ca CN 2 ( ) 1 I 對 於 將 包 含 至 少 兩 種 硼 化 物 之 混 合 粉 末 在 氮 化 氣 氛 中 加 1 1 熱 >λ 使 由 各 鍵 結 至 各 硼 化 物 之 諸 元 素 所 組 成 之 化 合 物 及 氮 1 1 I 化 硼 成 形 之 反 應 * 其 範 例 如 下 〇 1 Ca Be + 2B 4 C + 7H 2 C aC 2 + 14BN 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（38 )

CaBe+B4C + 6N2-> C aCA/z + 1 Ο Β Η 依據此等反應可獲得高濃度之BN，此BN不易被液態熔渣 潤濕，因而對液態熔渣之抗蝕性為佳。為實施高效率之反 應，較佳為將一種包含CaBe與B*C之混合粉末（使CaBB/B4C 之重量比為0.20至1.20及二者之和為至少18重量S!)在氮化 氣氛中加熱至溫度為l，200t：至2,000t： °其理由如下’若 CaBe對B4C之重量比超出0.20至1.20範圍’考量CaBG對B*C 之化學計算比率，二者之其一之量為太大，因而CaCz或 CaCN2及BN之產率為低。又，若二者之和為少於18重量 B N在產物中所佔之比例為小，因此很難獲得B N之特性。又 ，若氮化溫度為低於1,200¾，反應僅緩慢進行’但若溫 度高於2,000Ό，因揮發而造成Ca之損失將增大；二者皆 非適宜的。因此，較佳為將包含LaBB與B4C之混合粉末（使 CaBs對B4C之重量比為0.20至1.20及二者之和為至少重量V )在氮化氣氛中加熱至溫度為1，200"0至2,〇00<0。如上述 所得含氮化硼之材料包含至少CaC2S CaCH2及BN °對於材 料是否包含此等成份，可藉由X射線繞射而證實之° 如此獲得包含至少3至20重量S：CaC2或CaCNz之含氮化硼 之材料對液態熔渣具優異之抗蝕性。 藉添加一種由SiC、 Si3N4、 Si202N、 SiAlON、 A10N及 AIN選出之化合物作為除了上述CaCzSCaCN2RBNM外之其 他成份而獲得之含氮化硼之材料，為有利於當作抗蝕性材 料。特別是，包含至少3至20重量！^3(：2或〇3〇112、19至90 重量％BN及20至78重量SJA1N或A10H之含氮化硼之材料為如 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -3 9 - ^ -ΊΙ. 裝 訂^ .. /«: : (請先鬩讀背面之注意乾咬界填寫本頁) , 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _ B7 五、發明説明（37) 下材料，其中CaC2S CaCNz之抗蝕性可藉添加具有極優異 抗蝕性之A1N或A10N而被更加地改進。若A1N或A10N量為少 於20重量χ，抗蝕性之改良為不足，但若其量高於78重量％ ’很難使用BN之特性。因此，Α1Ν或Α10Ν量Κ20至78重量％ 為佳。 從抗蝕性觀點來看，對組成物較佳為添加10至40重量％ 含Ca〇與Zr02之複合氧化物或立方晶Zr02。然而，若其添 加量為少於10重量％ * Zr02K具有之抗触性效果為較小， 但若其添加量為多於40重量！S，熱震祖»劣；二者皆非適 宜的。 包含至少〇3(：2或〇3(^2及評之材料可藉利用粉末狀CaC2 或（：3〇»12及BN作為起始材料之習知粉末燒结方法而製成， 但較有利者為依據本發明利用CaBe及B4C作為起始材料並 氮化此等硼化物來製成該材料。因為在依據本發明所實施 之反應之例中，該反應可加速質量傳遞，因而極易進行燒 结》 又，在包含A1N及A10N之材料之例中，該材料可利用粉 末A1N及A10N作為起始材料而製成，但利用A1粉末與硼化 物進行氮化作用而得A 1 N之方法為更佳。因為氮化作用會# 隨著體積之膨脹，如此可輕易獲得具高密度之燒結產物。 在K形成A10N為目的之例中，AU03隨著A1之加入而被同 時加入.，可形成其固溶體及A1N。在此例中，Al2〇3(作為 分子）對A1N(作為分母）之重量比率較佳為不多於7·5°若 重量比率多於7.5，將形成低熔點之〇3〇與厶12〇3之複合氧 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（.210 X 297公釐） _ 4 0 - (請先聞讀背面之注意事境爭填寫本頁) --------------- -- 1-裝-----—,π.----- 1M# 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（ 38) 化物而破壞抗蝕性。 接下來將說明本發明再另一具體例。在此具體例中，其 提供一種含氮化硼材料之製法，其包括將包含至10至70重 量！l：B4C與30至90重量XA1之混合粉末在氮化氣氛中加熱至 溫度為1.300¾至2,000¾，而所得材料包含BN、AIN及C。 在本發明此具體例中，C可為结晶或非結晶。即，材料其 中至少A1N及BN乃經由X射線繞射測定。材料之特點為， 包含A1N之材料具優異之抗鋼液性，及與C各具優異之抗 熔渣性，而具抗鋼液或液態熔渣浸蝕能力。材料係利用一 種包含至少10至70重量與30至90重量！KA1之混合粉末 作為原料而製成。因為若原料之組成超出上述範圍，BN含 量將為過多或太少及A1N含量將為過多或太少，而不能充 分獲得含氮化硼才|0£符#。在氮化中，較隹為將原料加熱至 溫度為1 , 300 t：至2，OOOt：。若加熱溫度為低於1 , 300 C， B4C很難進行氮化作用，但若加熱溫度高於2,000 °C，因蒸 發而造成原料之損失將增々因此二者皆非適宜的。 如上已述，包含至少22至90重量、BN、8至68重量iCAlN或 A 1 0N及2至9重量！KC之含氮化硼之材料可被製造。此材料係 由各具優異抗鋼液性之A1N與A10N，及各具優異抗熔渣性 之BN與C所組成的，此材料特點為其對於被鋼液及液態熔 渣腐蝕具有抗性的，但若原料之組成為超出組成範圍，反 而將難Μ獲得抗鋼液性及抗熔渣性。含氮化硼之材料亦.可 無需利用上述本發明之方法而藉習知粉末繞結來製造之。 對於含氮化硼之材料之製法並無限制，但較佳為藉本發明 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 1^1- ^1 ^^1 ^^1 ^^1 m —i .iJ-^-- - I 0¾ . /. ' \ . (請先閣讀背面之注意事r再填寫本頁) 訂 'U' 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製

AT B7 五、發明説明（39) 方法來製造含氮化硼之材料。這是因為BN、AIN、A10N及C 皆為對於被燒結具抗性之材料。因而需要昂貴的燒结助劑 如Y 2 0 3等Μ肋其進行燒結，但依據本發明之方法，原子傳 遞之活動性係發生於氮化步驟中，而燒結不需添加燒結助 劑即可進行。 在此例中，為形成Α10Ν，除了 Α1外，可將例如Α12〇3添 加於起始材料。Α10Ν為Α1、0及Ν之固溶體之通用術語，而 對於其組成並無特別限制。 又，藉進一步將SiC添加於起始材料，可更改良抗熔瘡 性。即，此種效果係得自包含22至90重最$BN、4至48重量 或A10N及6至30重量！KSiC之含氮化硼之材料。SiC具有 極優異之抗熔渣性，並具改良BN之抗熔渣性之效果，而若 添加6至30重量ISiC，可更有效達到該效果。然而，若SiC 量為少於6重量3!，無法獲得SiC之該特性，但若其量為高 於30重量，抗鋼液性將變劣。 接著將解說本發明再另一具體例。依據此具體例，其為 提供藉將包含CaBs與B4C之混合粉末（使CaB8SB4C之重量 比為0.01至0.65，而其等之和為至少18重量％)在氮化氣氛 中加熱至溫度為l，300t至2,000 °C而獲得之含氮化硼之材 料，該材料包含至少CaBe及BH。 本發明已發明藉將共存之CaBB與進行氮化作用，首 先B4C被優先氣化Κ使ΒΝ及成形。即Βα之實質總量可被氮 化（直至經由X射線繞射檢測變得困難時之程度）’而 全部或一部份CaBe可存留於未反應之狀態。

本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) A4規格（2丨Ο X 297公釐） -AZ (請先鬩讀背面之注意事免再填寫本頁) 襞· 訂 A7 ___^_’ B7 — _ 五、發明説明（40) 再者，本發明已發現未反應之〇386可作為上述藉將B4C 進行氮化而形成之BN與C之燒结助劑。當僅B4C被氮化時， 很難進行其燒結，但藉添加及存留CaBe，B4C即可被轉化 至燒結產物。為有效實施燒結，CaBe(作為分子）對“C(作 為分母）之重量比率較佳為在0.01至0.65範圍內。若此重 量比率少於0.01，很難獲得如同燒结助劑之效果，但若比 重量比率高於0.65，CaBe將被氮化Μ使Ca3N2成形，而因 Ca3N2之蒸發，使得原料之損失增大；因此二者皆非適宜 的。 B4C之氮化較佳為在大氣溫度為1.300Ϊ：至2,000¾下實 施。若溫度低於1，30 0 °c，氮化難以繼鑛進行*但若溫度 高於2,000Ό，經由蒸發而造成起始材料之損失將增大。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 對於氮化Β 4 C之實施及氮化C a Β 6之受限條件之方法並無特 別限制，然而，例如，藉增加起始材料之粉末填裝密度， 因氮化所造成B4C體積增加而使粒子間之空隙變窄，彳吏^尋 在優先進行CaBe之氮化作用之前，氮之入徑即被阻塞。$ 發明所發現將最初空隙降低為使氮化B4C之後的空隙Λ Μ 於14¾，將延緩CaBB之氮化。即，將最初填裝密度增加使 得hC之氮化而造成空隙量低於14¾。例如，當CaBe與B4C 之和為100重量％，藉在氮化作用之前將填裝材料之胃 降低至52¾或更少，即可滿足該條件。 對於含氮化硼之材料，在CaBe與Bd之和為至少18重量货 範圍內，可添加其他材料。被添加於含氮化硼之材料者多頁 為不會與CaBe發生反應者或對與CaBe反應下具抗性者。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 __B7 ______ 五、發明説明（41) 等材料之範例為氮化物類如TiN、ZrN、AIN、Si3N4;氧氮 化物類如A10N、SiAlOH、Si2N20等；碳化物類如SiC等； 及金屬類如A1 (被氮化時轉化為Al)、Si (被氮化峙轉化為 Si3H4或被碳化時轉化為SiC)。 在上逑本發明之含氮化硼之材料’包含至少〇*4至20重 量CaBB、19至50重量ίΚΒΝ與20至80重量SJA1N之含氮化硼之 材料乃具優異之抗蝕性，特別是對於抗鋼液侵蝕能力及抗 熔渣侵蝕能力。此材料乃兼具對鋼液具優異抗触性之Α1Ν 之特生及對熔渣具優異抗蝕性之BN之特性’而具有不易燒 结特性之BN部份，其藉由CaBB而使其有可能進行準確的燒 結，燒結產物之強度亦因而獲得改良。為獲得構成成分之 特性，含氮化硼之材料較佳為包含至少0.4至20重M %CaB 6 、19至50重量！CBN與30至80重量、A1N。 實施例_ 本發明之實施例將作如下解說，且其等因需要而將與比 較例作比較。 實施例1 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 (.諳先閱讀背面之注意事嚷#'填寫本頁) 將總量5〇g之一種25.4重量《^388粉末與74.6重量！1：單斜 韜礦粉末之禪合物（其中CaB6粉末具粒徑不大於44 w m ’單 斜锆礦粉末具粒徑不大於44wm，而粒徑1〇至44wm之比率 為80¾)填裝於具空腔為直徑60酬及高度50m之石墨容器’ 填裝粉末藉經由直徑60腿及厚度5 ram之石墨板施予表面壓 力6MPa而被輕微加壓。將石墨容器放置於石墨加熱爐’在 以每分鐘為15t!之溫度升高速率下加熱石墨至l，15〇t：為 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -44- A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 五、 發明戴明 :42) 1 1 1 止 及 利 用 真 空泵進 行 排空 之後，引入氮氣使氮氣壓力為 1 1 I 0 . 5 MPa (絕對壓力） 並使 糸統維持於1，150 υ達48小時後 1 1 I 9 靜 置 石 墨 容器使 之 冷卻 下來。 請 A 1 1 55.0g，其體密度為2.57g/cn^ W I 所 得 燒 結 產生之 重 量為 讀 背 I I 9 空 隙 之 相 對量為 35 .0¾。 又*經由X射線繞射可鑑定出 之 注 1 SC aO • 1 7Zr 0 2 ^ Ζ Γ 〇 2 (單斜晶系統）、ZrB2& BN。藉EDX所 意 落- 1 1 1 得 Zr 與 Ca 之 峰高度 和 (作為分子）對B之峰高度（作為分母） 再 1 r! 之 比 率 為 3 . 9 ° 寫 本 頁 裝 1 白 該 燒 結 產物分 別 製備 兩份樣品為各藉將產物分成1/4 1 1 而 得 者 及 一 份樣品 為 藉將 產物分成1/2而得者，前者被進 行 抗 蝕 性 試 驗，後 者 以切 下3咖1 X 4 mm X 40mm作為測試片進. 1 訂 行 抗 曲 試 驗 〇 1 將 邊 長 5腿之立方晶13C r鋼置於供腐蝕試驗用之兩份樣 1 1 品 之 一 而 將直徑 5麵及高度5hud之錠型粉末（Si 02: 35.2 1 1 重 量 % A 1 2 0 3 ♦ 4 * 1重量S^CaO: 27.5重量5〇置於供腐蝕 1 試 驗 用 之 兩 份樣品 之 另一 ，Μ每分鐘為15 °C之溫度升高速 1 I 率 加 熱 二 者 直至1， 5501C為止。使二者維持於1,550¾達2 1 1 | 小 時 之 後 靜置其 等 使之 冷卻。又，在進行熔化及固體化 1 1 之 後 測 定 與 13Cr ΛΚ3 鋼 接觸 之角度及與自錠型粉末所形成之 1 熔 渣 接 觸 之 角度。 與 13Cr 鋼接觸之角度為110° ，而與熔 1 | 渣 接 觸 之 角 度為110° 此證實含BN之材料對鋼液及液態熔 1 渣 具 良 好 之 抗蝕性 0 1 1 1 又 9 跨 度 距離為 30 D11B 之 三點抗曲試驗之結果為16MPa， 1 1 證 實 此 材 料 已達到 適 合於 作為鑄造用之耐火材料之水平。 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 45 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 - A7 __^__B7_^_ 五、發明説明（43) 實施例2 將總量5〇8之一種25.4重量^386粉末與74.6重量！!：單斜 _礦粉末之混合物（其中CaBG粉末具粒徑不大於44 W m，單 斜鍇破粉末具粒徑不大於44 wm，而粒徑1〇至44w m之比率 為80¾)填裝於具空腔為直徑60 «πη及高度50咖1之石墨容器’ 填裝粉末藉經由直徑60_)及厚度5麵之石墨板施予表面壓 力6 MPa而被輕微加壓。將石墨容器放置於石墨加熱爐，在 K每分鐘為15C之溫度升高速率下加熱石墨至1,600¾為 止及利用真空杲進行排空之後，引入氮氣使氮氣壓力為 IMPa(絕對壓力），並使糸統維持於l，600t!達8小時後’靜 置石墨容器使之冷卻下來。 所得燒結產狗之重量為55.0g，其體密度為2.57g/cmz ，空隙之相對量為35.0¾。又，經由X射線繞射可鑑定出 3Ca0· 17Zr02、ZrO與Zr02 (單斜晶糸統）。藉EDX所得Zr與 Ca之峰高度和（作為分子）對B之峰高度（作為分母）之比率 為 3 . 7。 自該燒結產物分別製備兩份樣品為各藉將產物分成1/4 而得者及一份樣品為藉將產物分成1/2而得者，前者被進 行抗蝕性試驗，後者Μ切下3m X4 mm X40咖1作為測試片進 行抗曲試驗。 將邊長5 mra之立方晶13Cr鋼置於供腐蝕試驗用之兩份樣 品之一，而將直徑5 mm及高度5 min之錠型粉末（Si02: 35.2 重量％、Al2〇3: 4.1重量％及〇3〇: 27.5重量％)置於供腐蝕 試驗用之兩份樣品之另一，Μ每分鐘為15 °C之溫度升高速 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -4 6 - ---------- 裝-- (請先閱讀背面之注意事f再填寫本頁) 訂 Μ Α7 Β7 五、發明説明（44) 率加熱二者直至l，550t!為止。使二者維持於1,550¾達2 小時之後，靜置其等使之冷卻。又，在進行熔化及固體化 之後，测定與13Cr網接觭之角度及與自錠型粉末所形成之 熔渣接觸之角度。與13Cr*鋼接觸之角度為110° ，而與熔 渣接觸之角度為110°此證實含BN之材料對鋼液及液態熔 渣具良好之抗触性。又，跨度距離為30圆之三點抗曲試驗 之结果為18MP a，證實此材料已達到適合於作為鐮造用之 耐火材料之水平。 實施例3 將總量5〇g之一種12.8重量％B4C粉末與87.2簠虽％單斜綹 礦粉末之混合物（其中CaBB粉末具粒徑不大於44// m’單斜 锆礦粉末具粒徑不大於44« m，而粒徑10至44 wm之比率為 80¾)填裝於具空腔為直徑60咖1及高度50咖1之石墨容器*填 裝粉末藉經由直徑60 mm及厚度5咖之石墨板_予表面壓力 6 MPa而被輕微加壓。將石墨容器放置於右墨加熱爐，在以 每分鐘為15t：之溫度升高速率下加熱石墨至為止 及利用真空泉進行排空之後，引入氮氣使氮氣歷力為 0.5MPa(絕對壓力），並使系統維持於1,150¾達8小時後’ 靜置石墨容器使之冷卻下來。 所得燒結產詢之重量為50.7g ,其體密度為2· 41g/〇n2 ，空隙之相對量為43. 8%。又，經由X射線繞射可鑑定出 Zr02(單斜晶糸統）、ZrB2，及BN。藉EDX所得Zr之峰高度（ 作為分子）對B之峰高度（作為分母）之比率為6*5° 自該燒結產物分別製備兩份樣品為各藉將產物分成1/4 本紙張尺度適用中國國家檩準（CNS ) A4規格（21〇χ297公釐） -47 - .—.ί,-裝— , (請先鬩讀背面之注意事贫#填寫本頁) 訂· 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、 發明説明 ：45 ) 1 1 而 得 者 及 一 份 樣 品 為藉 將產物 分成1 / 2而得者， 前者被進 1 1 I 行 抗 蝕 性 試 驗 * 後 者Μ 切下 3 min X 4 mm X 4 0 mm 作 為測試片進 1 1 I 行 抗 曲 試 驗 0 請 1 1 鬩 1 將 邊 長 5 mm之立方晶1 3Cr鋼置於供腐蝕試驗用之兩份樣 •tt 背 1 面 1 I 品 之 —·. 9 而 將 直 徑 5mm及高度5 Μ之錠型粉末（S i02 ： 35.2 之 注 1 I 重 量 % A 1 2 〇3 4 . 1重量！1：及CaO: 27.5重量51；)置於供腐蝕 意 % 試 驗 用 之 兩 份 樣 品 之另 一，Μ 每分鐘為1 5 °C之 溫度升高速 再 率 加 熱 二 者 直 至 1， 550 1C為止c 使二者維持於1 ，550 t：達 2 寫 本 頁 裝 1 小 時 之 後 9 靜 置 其 等使 之冷卻 。又，在進行熔 化及固體化 1 1 之 後 測 定 與 13Cr 鋼接 觸之角 度及與自錠型粉 末所形成之 1 熔 渣 接 觸 之 角 度 〇 與130鋼接 觸之角度為114° ，而與熔 1 訂 渣 接 觸 之 角 度 為 110°此證實含BN之材料對鋼液及液態熔 1 1 渣 具 良 好 之 抗 蝕 性 〇 1 1 又 跨 度 距 離 為 3 0 mm 之三點 抗曲試驗之結果 為 lOMPa ， 1 1 證 實 此 材 料 已 達 到 適合 於作為 鑄造用之耐火材 料之水平。 V, | 實 施 例 4 1 I 將 總 量 50 g之- -種 20 . 3重量！U4C粉末與79.7重量3；單斜鍇 1 1 I 礦 粉 末 之 混 合 物 (其中B 4C粉末 具粒徑不大於44 w m，單斜 1 1 锆 礦 粉 末 具 粒 徑 不 大於 44 u m 而粒徑10至44w m之比率為 80¾) 填 裝 於 具 空 腔 為直 徑6 0卿 及高度50腿之石 墨容器，填 1 | 裝 粉 末 藉 經 由 直 徑 6 0脳1 及厚度 5咖之石墨^板施予表面壓力 I 6MPa 而 被 輕 微 加 壓 。將 石墨容 器放置於石墨加 熱爐，在以 1 1 每 分 鐘 為 1 £ t： 之 溫 度升 高速率 下加熱石墨至1， 600υ為止 1 1 及 利 用 真 空 泵 進 行 排空 之後， 引入氮氣使氮氣 壓力為 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -48- A7 B7 五、發明説明（Κ) 0.5MPa(絕對壓力），並使糸統維持於1,600 °C達8小時後， 靜置石墨容器使之冷卻下來。 所得燒結產饨之重量為60.9g，其體密度為2.6ΐ8/αι^ ，空隙之相對量為32.2¾。又，經由X射線繞射可鑑定出 Zr02 (單斜晶系統）、ZrN，及BN。藉EDX所得Zr之峰高度（ 作為分子）對B之峰高度（作為分母）之比率為3.7。 自該燒結產物分別製備兩份樣品為各藉將產物分成1/4 而得者及一份樣品為藉將產物分成1/2而得者，前者被進 行抗蝕性試驗，後者Μ切下3mX4画X 40酬作為测試片進 行抗曲試驗。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事咬再填寫本頁) 將邊長5ηπη之立方晶13Cr鋼置於供腐蝕試驗用之兩份樣 品之一，而將直徑5腦及高度5m之錠型粉末（Si02 : 35.2 重量％、A12 0 3 : 4.1重量8:及CaO: 27.5重量：《)置於供腐蝕 試驗用之兩份樣品之另一，Μ每分鐘為15 °C之溫度升高速 率加熱二者直至1,550 °€1為止。使二者維持於1，55010達2 小時之後，靜置其等使之冷卻。又，在進行熔化及固體化 之後，測定與13Cr鋼接觸之角度及與自錠型粉末所形成之 熔渣接觸之角度。與13Cr鋼接觸之角度為108° ，而與熔 渣接觸之角度為110°此證實含BN之材料對銅液及液態熔 渣具良好之抗蝕性。 又，跨度距雛為30酬之三點抗曲試驗之結果為32MPa， 證實此材料已達到適合於作為鑄造用之耐火材料之水平。 實施例5 將總量5(^之一種1.5重量！^386粉末11.3重量！^4(：粉末 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 49 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ___；_._B7____ 五、發明説明（47) 與87.2重量S：單斜锆礦粉末之混合物（其中CaBe粉末具粒徑 不大於44 w m，B4C具粒徑不太於44 ；u m *單斜結礦粉末具 粒徑不大於44 «m，而粒徑10至44w in之比率為80¾)填裝於 具空腔為直徑60mi及高度50m之石墨容器，填裝粉末藉經 由直徑60㈣及厚度5腳之石墨板施予表面壓力6MPa而被輕 微加壓。將石墨容器放置於石墨加熱爐，在Μ每分鐘為15 "C之溫度升高速率下加熱石墨至1,600 υ為止及利用真空 泵進行排空之後，引入氮氣使氮氣壓力為0.5 MPa (絕對壓 力），並使系統維持於1，600 °C_達8小時後，靜置石墨容器 使之冷卻下來。 所得燒結產珣之簠量為54.6g，其體密度為2.60g/on2 ，空隙之相對量為40.1%。又，經由X射線繞射可鑑定出 Zr02(單斜晶糸統）、Zr02(立方晶系統）及BH。藉EDX所得 Zr與Ca之峰高度和（作為分子）對B之峰高度（作為分母）之 比率為6 . δ 〇 自該燒结產物分別製備兩份樣品為各藉將產物分成1/4 而得者及一份樣品為藉將產物分成1/2而得者，前者被進 行抗蝕性試驗，後者Μ切下3miDX4mX4〇Dnn作為測試片進 行抗曲試驗。 將邊長5 mn之立方晶130鋼置於供腐蝕試驗用之兩份樣 品之一，而將直徑5咖及高度5讎之錠型粉末（Si〇2: 35.2 重量％、A1203 : 4.1重量％及〇3〇: 27.5重量！8)置於供腐蝕 試驗用之兩份樣品之另一，Μ每分鐘為151C之溫度升高速 率加熱二者直至1,550*0為止。使二者維持於l，550ti達2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） - — ——-I I I ...... ....... ΪΆ .......- I (請先閱讀背面之注意事V.再填寫本頁) 訂 50 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _^__ B7___ 五、發明説明（48) 小時之後，靜置其等使之冷卻。又，在進行熔化及固體化 之後，測定與13Cr鋼接觸之角度及與自錠型粉末所形成之 熔渣接觸之角度。與13Cr鋼接觸之角度為1〇0° ，而與熔 渣接觸之角度為105。此證實含BN之材料對鋼液及液態熔 渣具良好之抗蝕性。 又，跨度距離為30_之三點抗曲試驗之結果為32MPa， 證實此材料已達到適合於作為鑲造用之耐火材料之水平。 實施例6 將總量5(^之一種9.0重量5^886粉末、20.3重量3^4(：粉 末、42.8重量！(^12〇3粉末與27.9重量！!!單斜錐礦粉末之混 合物（其中CaBB粉末具粒徑不大於44wm，B4C具粒徑不大 於44/im，Al2〇3具粒徑不火於10«m，單斜锆礦粉末具粒 徑不大於44// m，·而粒徑1〇至44w m之比率為80*0填裝於具 空腔為直徑60卿及高度50麵之石墨容器，填裝粉末藉經由 直徑60m及厚度5酬之石墨板施予表面壓力6MP3而被輕微 加壓。將石墨容器放置於石墨加熱爐，在Μ每分鐘為15 °C 之溫度升高速率下加熱石墨至l,600t!為止及利用真空泵 進行排空之後，引入氮氣使氮氣壓力為0. 5MPa (絕對壓力） ，並使系統維持於1,600¾達3小時後，靜置石墨容器使之 冷卻下來。 所得燒結產枸之重量為58.3g，其體密度為2.59g/cni2 ，空隙之相對量為27.8¾。又，經由X射線繞射可鑑定出 Zr02(單斜晶系統）、CaO· 2Al2〇3、 ΖγΒ2，及 BN。 自該燒结產物分別製備兩份樣品為各藉將產物分成1/4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） -5 1 _ nn 1^1^1 1« fl^m HI— r ϋ— T 燊 (請先閱讀背面之注意事V再填寫本頁) 訂 4 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（49) 而得者及一份樣品為藉將產物分成1/2而得者，前者被進 行抗細性試驗，後者Μ切下3咖X4咖X40咖作為测試片進 行抗曲試驗。 將邊長5咖之立方晶13Cr鋼置於供腐蝕試驗用之兩份樣 品之一，而將直徑5咖及高度5咖之錠型粉末（Si〇z: 35.2 重量％、AI2O3: 4.1重量％及0曰0: 27.5重量％)置於供腐蝕 試驗用之兩份樣品之另一，Μ每分鐘為15¾之溫度升高速 率加熱二者直至l，550t：為止。使二者維持於i，550t!達2 小時之後，靜置其等使之冷卻。又，在進行熔化及固體化 之後，測定與13Cr鋼接觸之角度及與自錠型粉末所形成之 熔渣接觸之角度。與130鋼接觸之角度為11〇° ，而與熔 渣接觸之角度為100°此證實含BN之材料對鋼液及液態熔 渣具良好之抗蝕性。 又，跨度距離為30腦之三點抗曲試驗之結果為26MPa， 證實此材料已達到適合於作為鑄造用之耐火材料之水平。 實施例7 將總量50g之一種43.4重量《38 6粉末（具粒徑不大於44 //1〇與56.6重量：^1203粉末（具粒徑不大於10«111)之混合 物填裝於具空腔為直徑60腿及高度50咖1之石墨容器*填裝 粉末藉經由直徑60咖1及厚度5咖1之石墨板施予表面壓力 6MPa而被輕微加壓。將石墨容器放置於石墨加熱爐，在K 每分鐘為15 °C之溫度升高速率下加熱石墨至1,600 °C為止 及利用真空泵進行排空之後，引入氮氣使氮氣壓力為 〇.5MPa(絕對壓力），並使系統維持於1,600¾達3小時後， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -5 2 - ^^1- m ^^1 a§mwt i 1^1 Jfl .....-I In I n - -- II -- —is (請先閱讀背面之注意事V%填寫本頁) M.---- A 7 B7 五、發明説明（50) 靜置石墨容器使之冷卻下來。 所得燒結產钩之重量為81 . 0g，其體密度為2. 04g/on 2 ，空隙之相對量為20.1¾。又，經由X射線繞射可鑑定出 CaO · 2A1203及 BN ° 自該燒結產物分別製備兩份樣品為各藉將產物分成1/4 而得者及一份樣品為藉將產物分成1/2而得者，前者被進 行抗触性試驗，後者.M切下3_)><4咖1><4〇111111作為測試片進 行抗曲試驗。 將邊長5m之立方晶130鋼置於供腐蝕試驗用之兩份樣 品之一，而將直徑5_及高度5臓之錠型粉末（Si02: 35.2 重量％、A1203: 4.1重量5K及CaO: 27.5重量！(；）置於供腐蝕 試驗用之兩份樣品之另一，以每分鐘為15 °C之溫度升高速 率加熱二者直至1,550¾為止。使二者維持於1,55010達2 小時之後，靜置其等使之冷卻。又，在進行熔化及固體化 之後，測定與13Cr鋼接觸之角度及與自錠型粉末所形成之 熔渣接觸之角度。與130鋼接觸之角度為110° ，而與熔 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 渣接觸之角度為90°此證實含BN之材科對鋼液及液態熔渣 具良好之抗蝕性。又，跨度距離為30mm之三點抗曲試驗之 結果為21MPa，證實此材料已達到適合於作為鐮造用之耐 火材料之水平。 實施例8 將總量50g之一種16.1重量％CaBs粉末（具粒徑不大於44 «!11)、50.9重量％84(：粉末（具粒徑不大於44/^111)與33.0重 量％A1203(具粒徑不大於10w m)之混合物填裝於具空腔為 53 (請先閱讀背面之注意事f再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 經濟部中央福準局員工消費合作社印製 五、 發明説明 1 (51) 1 1 直 徑 60 及 高 度 50 臓 之石 墨容器，填裝粉末藉經由直徑60 1 1 I IQIQ 及 厚 度 5 Dffli之石墨板施予表面壓力6 MPa而被輕微加壓。 1 1 | 將 石 墨 容 器 放 置 於 石 墨加 熱爐，在K每分鐘為15 °C之溫度 請 先 1 1 閣- I 升 高 速 率 下 加 熱 石 墨 至1， 600 t：為止及利用真空泵進行排 讀 背 | 面 I 空 之 後 9 引 入 氮 氣 使 氮氣 壓力為1 . OMPa (絕對壓力），然後 之 | 意 1 使 溫 度 進 —* 步 升 高 至 1，900勺，而在使糸統維持於lJOOt： 1 I 達 8小時後， 靜 置 石 墨容 器使之冷卻下來。 再 填 / · 所 得 燒 結 產 Μ 之 重 量為 83.0g，其體密度為1.75g/an2 寫 本 頁 裝 1 9 空 隙 之 相 對 量 為 31 .0% C 又，經由X射線繞射可鑑定出 1 1 BN A 1 11及C a 0 • 2A 1 2 0 3 ° 1 1 白 該 燒 結 產 物 分 別 製備 兩份樣品為各藉將產物分成1/4 Ί 訂 而 得 者 及 一 份 樣 品 為 藉將 產物分成1/2而得者，前者被進 I 行 抗 蝕 性 試 驗 後 者 Μ切 下3m X 4_ X 40咖作為測試片進 1 行 抗 曲 試 驗 〇 1 1 將 邊 長 5m之立方晶13C r鋼置於供腐蝕試驗用之兩份樣 v I Μ 品 之 一 而 將 直 徑 5咖及高度5咖之錠型粉末（Si02: 35.2 1 I 重 量 % A 1 Z 0 3 4 . 1重量％及〇3〇: 27.5重量！《)置於供腐蝕 1 1 I 試 驗 用 之 兩 份 樣 品 之 另一 ，以每分鐘為15 °C之溫度升高速 1 1 率 加 熱 二 者 直 至 1， 550Ό為止。使二者維持於1,550¾達2 小 時 之 後 9 靜 置 其 等 使之 冷卻。又，在進行熔化及固體化 1 | 之 後 > 測 定 與 13Cr 鋼 接觸 之角度及與自錠型粉末所形成之 I 熔 渣 接 觸 之 角 度 〇 與 13Cr 鋼接觸之角度為110° ，而與熔 1 1 I 渣 接 觸 之 角 度 為 9C )° 此證 實含BN之材料對鋼液及液態熔渣 1 1 具 良 好 之 抗 蝕 性 0 又 ，跨 度距離為30mm之三點抗曲試驗之 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 54 A7 B7 五、發明説明（52) 结果為14MPa，證實此材料已達到適合於作為鑲造用之耐 火材料之水平。 實施例9 將總量5(^之一種73.4重量％84(：粉末（具粒徑不大於44« 111)與26.6重量％3丨02粉末（具粒徑不大於10//111)之混合物填 裝於具空腔為直徑60酬及高度50腦之石墨容器，填裝粉末 藉經由直徑60蒯1及厚度5mm之石墨板施予表面壓力6MPa而 被輕微加壓。將石墨容器放置於石墨加熱爐，在K每分鐘 為15¾之溫度升高速率下加熱石墨至1，600Ό為止及利用 真空泉進行排空之後，引入氮氣使氮氣壓力為l.OMPa (絕 對壓力），並使糸統維持於1,600 °C達8小時後，靜置石墨 容器使之冷卻下來。 所得燒結產均之重量為66 . 4g，其體密度為1 . 76g/cai2 ，空隙之相對量為12.7¾。又，經由X射線繞射可鑑定出 BN及SiC。藉EDX所得Si之峰高度（作為分子）對B之峰高度 (作為分母）之比率為0. 4。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閣讀背面之注意事贫再填寫本頁) 自該燒结產物分別製備兩份樣品為各藉將產物分成1/4 而得者及一份樣品為藉將產物分成1/2而得者，前者被進 行抗蝕性試驗，後者Μ切下3mmX4miX4_0咖1作為測試片進 行抗曲試驗。 將邊長5腦之立方晶13Cr鋼置於供腐蝕試驗用之兩份樣 品之一，而將直徑5咖及高度5 mm之錠型粉末（Si02: 35.2 重量％、、1203:4.1重量％及〇3〇:27.5重量％)置於供腐蝕 試驗用之兩份樣品之另一，以每分鐘為15¾之溫度升高速 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 5 5 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7___ 五、發明説明（Γ>:3) 率加熱二者直至1,550¾為止。使二者維持於l，550t!達2 小時之後，靜置其等使之冷卻。又，在進行熔化及固體化 之後，測定與13Cr*鋼接觸之角度及與自錠型粉末所形成之 熔渣接觸之角度。與13Cr鋼接觸之角度為9〇° ，而與熔渣 接觸之角度為120°此證實含BN之材料對鋼液及液態熔渣 具良好之抗蝕性。又，跨度距離為30麵之三點抗曲試驗之 結果為9MPa，證實此材料已達到適合於作為鐮造用之耐火 材料之水平。 實施例1 〇 將總量5(^之一種47.5重量％84(：粉末（具粒徑不大於44/« 111)與52.5重量％锆英石（21*02*5〖02)粉末（具粒徑不大於44 Mm)之混合物填裝於具空腔為直徑60顧及高度50咖1之石墨 容器*填裝粉末藉經由直徑60臓及厚度5廳之石墨板施予 表面壓力6 MPa而被輕微加壓。將石墨容器放置於石墨加熱 爐，在Μ每分鐘為15 °C之溫度升高速率下加熱石墨至1,600 "C為止及利用真空泵進行排空之後，引入氮氣使氮氣壓力 為l.OMPa(絕對壓力），並使糸統維持於1,600¾達8小時後 ，靜置石墨容器使之冷卻下來。 所得燒结產饨之重量為66.1g，其體密度為2.24g/on2 ，空隙之相對量為18.0%。又，經由X射線繞射可鑑定出 BN、Zr02 (單斜晶系統）、SiC，及ZrH。藉EDX所得Si與Zr之 峰高度和（作為分子）對B之峰高度（作為分母）之比率為1，2。 自該燒結產物分別製備兩份樣品為各藉將產物分成1/4 而得者及一份樣品為藉將產物分成1/2而得者，前者被進 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ ς _ (請先閣讀背面之注意事贫再填寫本頁) 裝. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（54) · 行抗蝕性試驗，後者Μ切下3_ιΧ4ιηιηΧ 40_1作為測試Η進 行抗曲試驗。 將邊長5m之立方晶13Cr銅置於供腐蝕試驗用之兩份樣 品之一，而將直徑5m及高度5麵之錠型粉末（Si02: 35.2 重量iK、Al2〇3: 4.1重量％及〇3〇: 27.5重量！《)置於供腐蝕 試驗用之兩份樣品之另一，Μ每分鐘為15 °C之溫度升高速 率加熱二者直至1,550¾為止。使二者維持於1,550¾達2 小時之後，靜置其等使之冷卻。又，在進行熔化及固體化 之後，測定與13Cr鋼接觸之角度及與自錠型粉末所形成之 熔渣接觸之角度。與130鋼接觸之角度為108° ，而與熔 渣接觸之角度為110°此證實含BN之材料對鋼液及液態熔 渣具良好之抗蝕性。又，跨度距離為30m之三點抗曲試驗 之结果為11MP a，證實此材料已達到適合於作為鐮造用之 耐火材料之水平。 實施例11 將總量50g之一種43.9重量％84(：粉末（具粒徑不大於44/14 in)與56.1重量S；富鋁紅柱石（3A1203· 2Si02)粉末（具粒徑 3.5wm)之混合物填裝於具空腔為直徑60廳及高度 50画之石墨容器，填裝粉末藉經由直徑6 0咖1及厚度5卿之 石墨板施予表面壓力6MPa而被輕微加壓。將石墨容器放置 於石墨加熱爐，在Μ每分鐘為15 °C之溫度升高速率下加熱 石墨至1,600¾為止及利用真空泵進行排空之後，引入氮 氣使氮氣壓力為l.OMPa(絕對壓力），並使糸統維持於1,600 ΐ：達8小時後，靜置石墨容器使之冷卻下來。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210 X 297公釐） _ 5 7 - (請先閱讀背面之注意事咬再填寫本頁) --------------1-;批衣-----

訂 I 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A 7 B7 五、發明説明（55) 所得燒結產浏之重量為64.6g，其體密度為2.15g/cfflZ ，空隙之相對量為19.2%。又，經由X射線繞射可鑑定出 A 1 2 0 3、BN及 S iC。 自該燒結產物分別製備兩份樣品為各藉將產物分成1/4 而得者及一份樣品為藉將產物分成1/2而得者，前者被進 行抗蝕性試驗，後者Μ切下3m x4ramx 40酬作為測試片進 行抗曲試驗。 將邊長5m之立方晶13Cr鋼置於供腐蝕試驗用之兩份樣 品之一，而將直徑5画及高度5画之錠型粉末（Si02: 35.2 重量％、Α1203: 4.1重量％及〇3〇: 27.5重量3；)置於供腐蝕 試驗用之兩份樣品之另一，Μ每分鐘為15 °C之溫度升高速 率加熱二者直至1，55〇υ為止。使二者維持於1,550^達2 小時之後，靜置其等使之冷卻。又，在進行瑢化及固體化 之後，測定與13Cr鋼接觸之角度及與自錠型粉末所形成之 熔渣接觸之角度。與13Cr鋼接觸之角度為100° ，而與熔 渣接觸之角度為105°此證實含BN之材料對鋼液及液態熔 渣具良好之抗蝕性。又，跨度距離為30 m之三點抗曲試驗 之結果為18MPa，證實此材料已達到適合於作為鑄造用之 耐火材料之水平。 實施例1 2 將總量5(^之一種48.7重量！^386粉末（具粒徑不大於44 w in)與51.3重量％B4C粉末（具粒徑不大於44« m)之混合物 填裝於具空腔為直徑60 nrni及高度50麵之石墨容器，填裝粉 末藉經由直徑60画及厚度5 mm之石墨板施予表面壓力2MPa 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 5 8 _ -....... - I i I— -- —II HI I- , 士^- - - ^^1 - - ............. - ....... Τ» I --—i i i -- - n n' 逢 、\5 fcx (請先閱讀背面之注意事咬，再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（5G) 而被輕微加壓。填裝粉末之體密度為0.9 4g/cm5 。將石墨 容器放置於石墨加熱爐，在Μ每分鐘為15¾之溫度升高速 率下加熱石墨至1,600¾為止及利用真空泵進行排空之後 ，引入氮氣使氮氣壓力為l.OMPa(絕對壓力），並使系統維 持於1,600 °C達8小時後，靜置石墨容器使之冷卻下來。 所得燒結產生之重量為91.1g，其體密度為1.71s/an ，空隙之相對量為24. 4SS。又，經由X射線繞射可鑑定出 8跋030汉2〇藉計算推斷所得之組成為84.4重量_及15.6 重量UaCN z。 自該燒结產物分別製備兩份樣品為各藉將產物分成1/4 而得者及一份樣品為藉將產物分成1/2而得者，前者被進 行抗蝕性試驗，後者Μ切下3mmX4flmiX.4〇BHB作為测試片進 行抗曲試驗。 將邊長5腦之立方晶13Cr鋼置於供腐蝕試驗用之兩份樣 品之一，而將直徑5議及高度5_之錠型粉末（Si02: 35.2 重量％、A1Z03: 4.1重量％及〇3〇: 27.5重量％)置於供腐蝕 試驗用之兩份樣品之另一，Μ每分鐘為15 °C之溫度升高速 率加熱二者直至1，550ΐ：為止。使二者維持於1,55010達2 小時之後，靜置其等使之冷卻。又，在進行熔化及固體化 之後，測定與13Cr鋼接觸之角度及與自錠型粉末所形成之 熔渣接觸之角度。樣品與13Cr鋼反應Μ使凹陷成形。然而 ，與熔渣接觸之角度為104°此證實含ΒΝ之材料對液態熔 渣具良好之抗蝕性。又，跨度距離為30 nrni之三點抗曲試驗 之結果為6MPa，證實此材料已達到適合於作為鑄造用之耐 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ pr q _ ----------裝-- (請先閱讀背面之注意事填寫本頁) 訂 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、 發明説明 ：5 7) 1 1 火 材 料 之 水 平 0 1 1 I 實 施 例 13 1 1 將 總 量 50 g之- -種48.7重量UaBB粉末（具粒徑不大於44 /·-S 請 弁 1 | 閣 U m) 與 51 .3 重 量 4C粉末（具粒徑不大於44w m)之混合物 讀 背 1 1 填 裝 於 具 空 腔 為 直 徑60m及高度50mm之石墨容器，填裝粉 面 之 注 1 末 藉 經 由 直 徑 60 nun 及厚度5mm之石墨板施予表面壓力lOMPa 思 %- 1 1 而 被 輕 微 加 壓 〇 填 裝粉末之體密度為1.36g/cm3 。將石墨容 再 填 1 器 放 置 於 石 Kant 墨 加 熱 爐，在Μ每分鐘為15 °C之溫度升高速率 寫 本 頁 裝 1 下 加 熱 石 Wrrt 墨 至 1， 600t!為止及利用真空泵進行排空之後， 1 1 引 入 氮 氣 使 氮 氣 壓 力為l.OMPa (絕對壓力），並使系統維持 1 | 於 1 , 6 0 0 υ達8小 時 後，靜置石墨容器使之冷卻下來。 Ί 訂 所 得 燒 結 產 之 重量為80.2g，其體密度為2.188/0^ 9 空 隙 之 相 對 量 為 3.5¾。又，經由X射線繞射可鑑定出BN 1 1 及 Ca Β 6 〇 藉 計 算 推 斷所得之組成為60. 6重量％BN、32. 1重 1 1 量 S!C aB .3 重 量 、i 、il 白 該 燒 結 產 物 分 別製備兩份樣品為各藉將產物分成1/4 1 | 而 得 者 及 一 份 樣 品 為藉將產物分成1/2而得者，前者被進 1 1 行 抗 蝕 性 試 驗 後 者K切下3m X 4 ηπη X 40 mm作為測試Η進 1 1 行 抗 曲 試 驗 〇 1 將 邊 長 5画之立方晶13Cr鋼置於供腐蝕試驗用之兩份樣 1 | 品 之 一 而 將 直 徑 5腦及高度5画之錠型粉末（8丨02 : 35.2 1 1 I 重 量 % 、/ 1 2 〇 3 ; 4 . 1重量％及（：3〇: 27.5重量％)置於供腐蝕 1 1 試 驗 用 之 兩 份 樣 品 之另一，Μ每分鐘為15C之溫度升高速 1 1 加 熱 二 者 直 至 1 550¾為止。使二者維持於1,550Ό達2 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） —60- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（58) 小時之後，靜置其等使之冷卻。又，在進行熔化及固體化 之後，測定與13Cr鋼接觸之角度及與自錠型粉末所形成之 熔渣接觸之角度。樣品與13Cr*鋼反應Μ使凹陷成形。然而 ，與熔渣接觸之角度為105°此證實含ΒΝ之材料對液態熔 渣具良好之抗蝕性。又，跨度距離為30m之三點抗曲試驗 之結果為8MPa，證賁此材料已達到適合於作為鑄造用之耐 火材料之水平。 實施例1 4 將總量50g之一種27.8重量^386粉末（具粒徑不大於44 «111)、29.3重量％84(：粉末（具粒徑不大於44；«111)及42.9重 量％41粉末（具粒徑不大於74w m)之混合物填裝於具空腔為 直徑60 mm及高度50 mm之石墨容器，填裝粉末藉經由直徑60 min及厚度5 mm之石墨板施予表面壓力2MPa而被輕微加壓0 將石墨容器放置於石墨加熱爐，在Μ每分鐘為15 °C之溫度 升高速率下加熱石墨至1,60010為止及利用真空泵進行排 空之後，引入氮氣使氮氣壓力為1.0 MPa(絕對壓力），並使 系統維持於1 , 6 0 0它達4 8小時乏稽，靜置石墨容器使之冷卻 下來。 所得燒結產判之重量為8 7 . 1 g，其體密度為2 . 2 4g / cn^ ，空隙之相對量為12.0%。又，經由X射線繞射可鑑定出 81>1、^11^及〇3(：112。藉計算推斷組成為52.8重量％&付、37.4 重量U1N及9.8重量％CaCN2。 自該燒結產物分別製備兩份樣品為各藉將產物分成1/4 而得者及一份樣品為藉將產物分成1/2而得者，前者被進 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ g ! _ (請先閱讀背面之注意事填寫本頁) 裝. 訂 經濟部中央標準局tK工消費合作社印製 A7 ___；_ B7__- 五、發明説明（59) 行抗蝕性試驗，後者K切下3_ X 4删X 40咖作為測試片進 行抗曲試驗。 將邊長5誦之立方晶13Cr鋼置於供腐蝕試驗用之兩份樣 品之一，而將直徑5咖及高度5咖之錠型粉末（Si 〇ζ: 35·2 重量《：、Al2〇3: 4.1重量！《及CaO: 27.5重量8：)置於供腐触 試驗用之兩份樣品之另一 ’以每分鐘為15t：之溫度升高速 率加熱二者直至1,550*0為止。使二者維持於1，550ΐ：達2 小時之後，靜置其等使之冷卻。又’在進行熔化及固體化 之後，測定與13Cr鋼接觸之角度及與自錠型粉末所形成之 熔渣接觸之角度。與13Cr·鋼接觸之角度為110° ’而與熔 渣接觸之角度為88°此證實含BN之材料對鋼液 具良好之抗蝕性。又，跨度距離為30画之三點抗曲試驗之 結果為32MP a，證實此材料已達到適合於作為鐮造甩之耐 火材料之水平。 實施例15 將總量5(^之一種13.5重量％(：3 86粉末（具粒徑不大於44 «11〇、43.7重量％84(：粉末（具粒徑不大於44；«111)與42.8重 畺％纟1粉末（具粒徑不大於74w m)之混合物填裝於具空腔為 直徑60 mm及高度50咖）之石墨容器，填裝粉末藉經由直徑60 賴及厚度5咖1之石墨板施予表面壓力lOMPa而被輕微加壓。 將石墨容器放置於石墨加熱爐，在Μ每分鐘為15t!之溫度 升高速率下加熱石墨至1,60〇υ為止及利用真空泵進行排 空之後，引入氮氣使氮氣壓力為l.OMPa(絕對壓力），並使 糸統維持於1,60〇υ達8小時後，靜置石墨容器使之冷卻下 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210.X2.97公釐） ---------1,裝-- (請先閱讀背面之注意事免再填寫本頁) -、tr Γχ—ν 62 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（60) 來0 所得燒结產浏之重量為83 . 4g，其體密度為2 . 14g/cm2 ，空隙之相對量為5.0¾。又，經由X射線繞射可鑑定出 81<、&1}<及〇388。藉推算推斷組成為47.2重量〇139.0重 量％/\11^、8.1重量 ％CsBb及 5.7重量 ％C。 自該燒结產物分別製備兩份樣品為各藉將產物分成1/4 而得者及一份樣品為藉將產物分成1/2而得者，前者被進 行抗蝕性試驗，後者以切下3mm X4 mm X40mm作為測試Η進 行抗曲試驗。 將邊長5讎之立方晶13Cr鋼置於供腐蝕試驗用之兩份樣 品之一，而將直徑5 mm及高度5 mm之錠型粉末（Si02: 35.2 重量《；、A1203: 4.1重量！K及CaO: 27.5重量ϋ；)置於供腐蝕 試驗用之兩份樣品之另一，Μ每分鐘為15 °C之溫度升高速 率加熱二者直至1，550它為止。使二者維持於l,550t：達2 小時之後，靜置其等使之冷卻。又，在進行熔化及固體化 之後，測定與13Cr*鋼接觸之角度及與自錠型粉末所形成之 熔渣接觸之角度。與130鋼接觸之角度為110° ，而與熔 渣接觸之角度為86°此證實含BN之材料對鋼液及液態熔渣 具良好之抗蝕性。又，跨度距離為30mm之三點抗曲試驗之 结果為3 4 Μ P a，證實此材料已達到適合於作為鑄造用之耐 火材料之水平。 實施例1 6 將總量5〇8之一種18.2重量！^388粉末（具粒徑不大於44 ；«!11)、19.1重量％84(：粉末（具粒徑不大於4411/111)、34.7重 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 6 3 _ (請先鬩讀背面之注意事免再填寫本頁) 裝. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（61) 量％單斜锆礦粉末（具粒徑不大於44w m)及28.2重量！!^1(具 粒徑不大於74m m)之混合物填裝於具空腔為直徑60廳及高 度50麵之石墨容器，填裝粉末藉經由直徑60咖1及厚度5酬 之石墨板施予表面壓力lOMPa而被輕微加壓。將石墨容器 放置於石墨加熱爐，在Μ每分鐘為15 °C之溫度升高速率下 加熱石墨至為止及利用真空泵進行排空之後，引 入氮氣使氮氣壓力為1 . OMP a (絕對壓力），並使糸統維持於 l，600t：達8小時後，靜置石墨容器使之冷卻下來。 所得燒結產枸之重量為74.0g，其體密度為2.598/0^ ，空隙之相對量為11.8%。又，經由X射線繞射可鑑定出 BN、UN、3CaO· 17ZM2，及 CaCN。藉計算推斷成為 40.5 重量 ％ B N、2 8 . 7 重量 ％ A 1 N、2 3 . 3 重量 ％ 3 C a 0 · 1 7 Z r 0 2 及 7 . 5 重量！KCaCN2。 自該燒結產物分別製備兩份樣品為各藉將產物分成1/4 而得者及一份樣品為藉將產物分成1/2而得者，前者被進 行抗蝕性試驗，後者Μ切下3mm.X 4mm X 40 mm作為測試片進 行抗曲試驗。 將邊長5 mm之立方晶13Cr鋼置於供腐蝕試驗用之兩份樣 品之一，而將直徑5〇101及高度5画之錠型粉末（3丨〇2:35.2 重量％、A1203: 4.1重量％及〇3〇: 27.5重量％)置於供腐蝕 試驗用之兩份樣品之另一，Μ每分鐘為15 °C之溫度升高速 率加熱二者直至1,550=0為止。使二者維持於l,550t：達2 小時之後，靜置其等使之冷卻。又，在進行熔化及固體化 之後，測定與130鋼接觸之角度及與自錠型粉末所形成之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ g 4 - (請先鬩讀背面之注意事<#·'填寫本頁) 裝- -訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（62) 熔渣接觸之角度。與13Cr鋼接觸之角度為100° ，而與熔 渣接觸之角度為96°此證實含BN之材料對鋼液及液態熔渣 具良好之抗蝕性。又，跨度距離為30mm之三點抗曲試驗之 結果為25MPa，證實此材料已達到適合於作為鑄造用之耐 火材料之水平。 實施例1 7 將總量50g之一種50.5重量5^4(：粉末（具粒徑不大於44// 111)與49.5重量！^1粉末（具粒徑不大於741«111)之混合物填裝 於具空腔為直徑60画及高度50腿之石墨容器，填裝粉末藉 經由直徑60mm及厚度5_ι之石墨板施予表面壓力lOMPa而被 輕微加壓。將石墨容器放置於石墨加熱爐，在K每分鐘為 15 °C之溫度升高速率下加熱石墨至1,600 °C為止及利用、 空泵進行排空之後，引入氮氣使氮氣壓力為l.OMPa(絕對 壓力），並使糸統維持於1,600 °C達8小時後，靜置石墨容 器使之冷卻下來。 所得燒結產拘之重量為65. 7g，其體密度為1 . 93g/anZ ，空隙之相對量為7.1%。又，經由X射線繞射可鑑定出 81^、為11^，及（：。藉計算推斷組成為51.4重量％8142.4重量 %A1N，及 6.2 重量！KC。 自該燒结產物分別製備兩份樣品為各藉將產物分成1/4 而得者及一份樣品為藉將產物分成1/2而得者，前者被進 行抗触性試驗，後者Μ切下3 mm X 4 mm X 4 0 mm作為測試片進 行抗曲試驗。 將邊長5 mm之立方晶13Cr鋼置於供腐蝕試驗用之兩份樣 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 6 5 _ (請先閱讀背面之注意事货再填寫本頁) 裝· 訂 A7 B7 五、發明説明（63) 品之一’而將直徑5咖及高度5麵之錠型粉末（Si02: 35.2 重量》!、412〇3:4.1重量；1；及〇3〇:27.5簠量！1!)置於供腐蝕 試驗用之兩份樣品之另一，K每分鐘為15¾之溫度升高速 率加熱二者直至1，550它為止。使二者維持於1,550它達2 + _之後，靜置其等使之冷卻。又，在進行熔化及固體化 之後’測定與13Cr鋼接觸之角度及與自錠型粉末所形成之 溶渣接觸之角度。與13Cr鋼接觸之角度為110° ，而與熔 渣接觸之角度為90°此證實含BN之材料對鋼液及液態熔渣 具良好之抗蝕性。又，跨度距離為30臟之三點抗曲試驗之 結果為UOMPa，證實此材料已達到適合於作為鐮造用之耐 火材料之水平。 實施例18 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事^再填寫本買) 將總量50g之一種43.9重量％84(：粉末（具粒徑不大於44// m)、40. 2重量輝斜锆礦粉末（具粒徑不大於44 «m)及15.9 重量％Si02粉末（具粒徑不大於1〇以n)之混合物填装於具空 腔為直徑6 0麵及高度50咖1之石墨容器，填裝粉末藉經由直 徑60m及厚度5膽之石墨板施予表面壓力1〇 MPa而被輕微加 壓。將石墨容器放置於石墨加熱爐，在以每分鐘為15 °C之 溫度升高速率下加熱石墨至1，6〇〇。《〇為止及利用真空泵進 行排空之後，引入氮氣使氮氣壓力為1.0 MPa (絕對壓力）， 並使系統維持於1,600¾達8小時後，靜置石墨容器使之冷 卻下來。 所得燒結產翊之重量為64.2g，其體密度為1.78g/cm2 *空隙之相對量為18.9¾。又，經由X射線繞射可鑑定出 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210 X 297公釐） _ 6 6 _ 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 A7 、^〜----------------：- 五、發明説明（64) BN、Zr〇2 (單斜晶系統）、SiC，及ZrN。藉計算推斷組成為 6〇.8電量！^1<、28.0重量％Zr02(單斜晶糸統）、8.2重量！(； Sic，及 3.0重量 自賅燒結產物分別製備兩份樣品為各藉將產物分成1/4 而得者及一份樣品為藉將產物分成1/2而得者，前者被進 行抗鎚性試驗，後者K切下3咖X4咖X40_作為測試片進 行抗曲試驗。 將邊長5咖之立方晶130鋼置於供腐蝕試驗用之兩份樣 品之〜，而將直徑5咖及高度5咖之錠型粉末（Si02: 35.2 重量ϋ：、AU〇3: 4.1重量S^CaO: 27.5重量！〇置於供腐餓 轼驗用之兩份樣品之另一，K每分鐘為15 之溫度升高速 率加熱二者直至1,550 °C為止。使二者維持於1,550¾達2 小時之後，靜置其等使之冷卻。又，在進行熔化及固體化 之後，測定與13Cr鋼接觸之角度及與自錠型粉末所形成之 熔渣接觸之角度。與130鋼接觸之角度為102° ，而與熔 渣接觸之角度為101°此證實含BN之材料對鋼液及液態熔 渣具良好之抗蝕性。又，跨度距離為30m之三點抗曲試驗 之結果為46MPa，證實此材料已達到適合於作為鐮造用之 耐火材料之水平。 實施例19 將總量50g之一種49.1重量％B4C粉末（具粒徑不大於44w »)、11.1重量％5丨(：2粉末（具粒徑不大於1〇«1!1)與39.8重量 Μ丨（具粒徑不大於74wm)之混合物填裝於具空腔為直徑60 咖及高度50唧I之石墨容器，填裝粉末藉經由直徑60腿及厚 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） _ 6 7 _ ---------!-裝-- ./!. (請先Η讀背面之注意事f再填寫本頁) 、'ιτ d. A7 B7___ 五、發明説明（65) 度5腿之石墨板施予表面壓力lOMPa而被輕微加壓。將石墨 容器放置於石墨加熱爐，在K每分鐘為15¾之溫度升高速 率下加熱石墨至1,600¾為止及利用真空泵進行排空之後 ，引入氮氣使氮氣壓力為1.0 MPa(絕對壓力），並使糸統維 持於1,600 °C達8小時後，靜置石墨容器使之冷卻下來。 所得燒结產物之重量為80.0g，其體密度為2.44g/on2 ，空隙之相對量為6.2¾。又，經由X射線繞射可鑑定出 BN、AIN、SiC，及C。藉計算推斷組卷為5 5 . 1重量ίΚ B N、3 7 . 5 重量％Α1Ν、4.6重量SiSiC，及2.5重量iKC。在此例中之殘存 碳對應於構成起始材料之B4C之38il：C。 自該燒結產物分別製備兩份樣品為各藉將產物分成1/4 而得者及一份樣品為藉將產物分成1/2而得者，前者被進 行抗蝕性試驗，後者Μ切下3m X4iix 40mm作為測試片進 行抗曲試驗。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先闊讀背面之注意事牙再填寫本頁) 將邊長5mm之立方晶13Cr鋼置於供腐蝕試驗用之兩份樣 品之一，而將直徑5臓及高度5 mm之錠型粉末（Si02: 35.2 重量％、Al2〇3: 4.1重量％及〇3〇: 27.5重量％)置於供腐蝕 試驗用之兩份樣品之另一，Μ每分鐘為15 °C之溫度升高速 率加熱二者直至1,550 °C為止。使二者維特於1，550 °C達2 小時之後，靜置其等使之冷卻。又，在進行熔化及固體化 之後，測定與13Cr鋼接觸之角度及與自錠型粉末所形成之 熔渣接觸之角度。與130鋼接觸之角度為110° ，而與熔 渣接觸之角度為104°此證實含BN之材料對鋼液及液態熔 渣具良好之抗蝕性。又，跨度距離為3 0 ππ«之三點抗曲試驗 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ R η _ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（66) 之结果為98MPa，證實此材料已達到適合於作為鐮造用之 耐火材料之水平。 實施例2 0 將總量50g之一種33.4重量％84(：粉末（具粒徑不大於44» in)、40.3重量％單斜錐礦粉末（具粒徑不大於44 «m)、12.1 重量％Si 02粉末（具粒徑不大於l〇wm)及14.2重量％&1稀射畏 粒徑不大於74 w m)之混合物填裝於具空腔為直徑60ram及高 度50mm之石墨容器，填裝粉末藉經由直徑60咖I及厚度5咖I 之石墨板施予表面壓力10 MPa而被輕微加壓。將石墨容器 放置於石墨加熱爐，在K每分鐘為15¾之溫度升高速率下 加熱石墨至1,600 ¾為止及利用真空泵進行排空之後，引 入氮氣使氮氣壓力為l.OMPa(絕對壓力），並使系統維持於 1, 600乜達8小時後，靜置石墨容器使之冷卻下來。 所得燒結產生之重量為64.8g，其體密度為1. 898/0^ ，空隙之相對量為21.1%。又，經由X射線繞射可鑑定* BN、Zr02 (單斜晶糸統）、AIN、SiC，及ZrN。藉計算推斷龃 成為46.3重量％8«、25.0重量％21"02(單斜晶系統）、18.5重 量 ％ iU N、6 . 2 重量！C S i C 及 4 . 0 重量 ％ Z r* N。 自該燒結產物分別製備兩份樣品為各藉將產物分成1/4 而得者及一份樣品為藉將產物分成1/2而得者*前者被進 行抗蝕性試驗，後者Μ切下3mx4mi〇x40irai作為測試片進 行抗曲試驗。 將邊長5m®之立方晶13Cr*鋼置於供腐蝕試驗用之兩份樣 品之一，而將直徑5咖及高度5 mm之錠型粉末（Si〇2: 35.2 _本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) M規格（210x297公釐） -69 - (請先閱讀背面之注意事f#'填寫本頁) 裝. •，訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B1___ ‘ 五、發明説明（βγ) 重量S：、A1 2〇3 : 4. i重量％及Ca〇 : 27. 5重量S；)置於供腐蝕 試驗用之兩份樣品之另一，以每分鐘為15ρ之溫度升高速 率加熱二者直至1,5 5 0¾為止。使二者維持於1,550¾達2 小時之後*靜置其等使之冷卻。又，在進行熔化及固體化 之後’測定與l3Cr鋼接觸之角度及與自錠型粉末所形成之 溶渣接觸之角度。與13(：「銅接觸之角度為1〇〇° ，而與熔 •渣接觸之角度為1〇5。此證實含BN之材料對鋼液及液態熔 渣具良好之抗蝕性。又，跨度距離為30臟之三點抗曲試驗 之結果為lOOMPa，證實此材料已達到適合於作為鐮造用之 耐火材料之水平。 實施例21 將實施例12中所製之燒结產物（組成：84.4重量XBN及 15.6重量！|^3〇112)切下1/2樣品，並與直徑1〇讎之1〇粒瑪瑙 球一起放入於一瑪瑙罐中，然後瑀瑙罐被置於外循置式球 磨機，而樣品被研磨10分鐘。依據其结果，可證實樣品係 被完全研磨，此即證實84.4重量％BN之粉末係極容易地被 獲得的。 實施例22 將5 0.5重量％之具有粒徑不大於44以111之84(：粉末與49.5 重量3；之具有粒徑不大於74tf m之A1粉末混合Μ製備一種混 合粉末。 另一方面，如圖1所示，具有環狀空腔4之石墨模具之极 心1係與具有螺釘部3之外框架2組合而成。將ΒΝ粉末塗佈 於與原料粉末接觸之部份Κ作為脫膜劑。空腔之體積為 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X2.97公釐） -70 - (請先聞讀背面之注意事賞界填寫本頁) 裝. -'、1Τ 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 Α7 Β7 五、發明説明（G8) 240c/ 。將上述混合粉末5填裝於空腔，用手經由—板來 壓著該填裝粉末，然後另加入粉末以將總量3538粉末填裝 於空腔内。 接著，如圖2所示，將具有螺釘之上方覆層6旋緊Μ關閉 空腔。石墨模具被置於石墨加熱爐，在Μ每分鐘為15^：之 溫度升高速率加熱石墨模具達到l，6〇〇°C為止並同時利用 真空泵進行排空之後，引入氮氣使氮氣氣壓為lOMPa (絕 對壓力），在l,600t：加熱系統達8小時後’靜置石墨横具 使其冷卻。氮氣係經由石墨模具之螺釘部3及核心1與上方 框架2之連接部而被引入於填裝之粉末。 當石墨模具分解時，可獲得圖3中所示之燒結產物7。燒 结產物之形狀即完全自空腔形狀轉移得來之形狀。其重量 為462g、體密度為1.92g/cm3 及空隙之相對量為7.2¾° 比較例1 將5U重量％具有粒徑不大於44 w m之B4C與49 . 5重量χ具 有粒徑不大於74« m之Α1粉末混合Μ製備一種混合粉末。 混合粉末係在模製壓力為30MPa下被單軸加壓橫製，W 提供一種燒結產物為具尺寸為20腳X23廳X 50麵及重量為 35g者。圖4所示即為如此棋製而得之燒結產物8之形狀。 將燒结產物置於石墨加熱爐。在Μ每分鐘為15 °C之溫度 升高速率下加熱燒結產物直到1，600Ό為止並以真空泵進 行排空之後，引入氮氣使氮氣壓力為l.OMPa(絕對壓力）， 在將產物維持於1,60010下達8小時之後，靜置產物使之冷 卻。如此可得如圖5中所示之燒結產物9。燒結產物為大幅 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） --------1' 裝-- / , (請先聞讀背面之注意事^存填寫本頁) -訂

A7 B7 五、發明説明（G9) 度地變形而有別於模製物之形狀，其體積增加。其重量為 46g。當切割燒結產物時，可觀察到其存在的許多贺鏠。 因此證實當模製物如Μ往般被氮化時，模製物將膨脹、變 形及製開，如此極難供製造零件。 比較例2 自供鋼板連績鐮造用浸式噴嘴之熔渣接觸部份（組成： 68重量！^广02、3重量％8丨(：3及23重蠆$(：)切下一試樣3〇111111父 30咖X 20咖1，將具有如實施例1至20中相同組成及尺寸之 熔渣錠片各如同實施例1至20中置於此試樣之中央，其等 在如諸實施例之相同條件下加熱（在1，550 υ於Ar氣氛中保 持2小時）並緩慢冷卻。如此處理之試樣上的熔渣幾乎全部 滲入試樣內，因而無法測定接觸之角度。因此，與對於被 液態溶渣潤濕具抗性之本發明含氮化硼材料比較之下，可 證實在此所用之傳統浸式噴嘴係極易受到液態熔渣之侵蝕。 此外，上述實施例1至21中之製造條件及特性乃示於下 列表1至4中。 ----------------1;裝-----「 (請先閱讀背面之注意事咬苒填寫本頁) .樣」 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -72

7 7 A B 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（70) 表 1 實施例 1 2 3 4 5 起始材料 CaBe 25.4, CaBB 25.4, B4C 12.8, B4C 20.3, CaBs 1,5， 組成(重量％) Zr02 74.6 Zr02 74.6 ZrOz 87.2 ZrOz 79.7 B4C 11.3， 具粒徑10〜44 y in Zr02 87.2 之Zr02之比率(¾) 80 80 80 80 80 填裝重量(g) (石墨容器内徑 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50_ 爹） 氮化條件 - Νβ·Μ對壓力(MPa) 0.5 1.0 0.5 0.5 0.5 升高溫度(°C/min) 15 15 15 15 15 留存溫度CO) 1150 1600 1150 1600 1600 留存時間(hr) 48 8 8 8 8 燒結產物 重量(g) 55.0 60.9 50.7 60.9 54.6 體密度(g/απ3 ) 2.57 2.72 2.41 2.61 2.60 孔隙度(%) 35.0 21.3 43.8 32.2 40.1 X射線繞射 3CaO · 17Zr02 BN, 3CaO Zr〇2(m)， Zr〇2(m), Zr02 (m), Zr02(m), • 17Zr02 ZrB2,BN ZrN.BN Zr02(c)，BN ZrB2, BN ΖγΟ,ΖγΟζ(m) EDX峰比 (Ca+Zr)/B (Ca+Zr)/B Zr/B Zr/B (Ca+Zr)/B 3.9 3.7 6.5 3.7 6.6 ---------1.,裝-- (請先閱讀背面之注意事fI填寫本頁) M. -..- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

.A1T 73 A7 B7 抗鋼液性 (角度)— 128 110 114 108 100 抗熔渣性 (角度Γ2 110 110 110 110 105 3點彎曲強度(MPa)_5 16 18 10 32 8 五、發明説明（7.1) 1 :與130鋼接觸之角度 2 :與液態熔渣接觸之角度 3 : 3ηπηΧ4咖X30mm跨度距離 (請先聞讀背面之注意事承香填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X237^1) 74 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（72) 表2 實施例 6 7 8 9 10 起始材料 CaBe 9,0, CaBG 43.4, CaBe 16.1, B4C 73.4, hC 47.5, 組成(重量« B4C 20.3, Al2〇3 56.6 B4C 50.9, Si〇z 26.6 Zr02 _ Si02 Al2〇3 42.8, AlzOa 33.0 52.5 Zr02 27.9 具粒徑10〜44ju in 之Zr02之比率(¾) 80 填裝重量（g) (石墨容器内徑 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50_ 〆） 氮化條件 1絕對壓力〇!Pa) 0.5 0.5 1.0 1.0 1.0 升高溫度(°C/inin) 15 15 15 15 15 留存溫度（υ) 1600 1600 1900 1600 1600 留存時間(hr*) 3 3 8 8 8 燒結產物 重量(g) 58.3 81.0 83.0 66.4 66.1 體密度(g/cn^ ) 2.59 2.04 1.75 1.76 2.24 孔隙度(%) 27.8 20.1 31.0 12.7 18.0 X射線繞射 ZrOz(m), CaO · 2Al2〇3 BN,AIN, BN.SiC BN,Zr0z(m) CaO · 2A1z〇3 BN CaO · SiC.ZrH ZrBz, BN 2Ala〇3 EDX峰比 Si/B (Si+Zr)/B ----------裝-- (請先閱讀背面之注意事^存填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2士〇«與公釐）

i'tT Μ. A7 B7 五、發明説明（73 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 0.4 1.2 抗鋼液性 (角度）H 110 110 110 90 108 抗熔渣性 100 90 92 120 110 3點彎曲強度(MPa)_3 26 21 14 9 11 1 :與130鋼接觸之角度 2 ··與液態熔渣接觸之角度 3 : 3mmx4mmX30mm跨度距離 (請先閱讀背面之注意事承，再填寫本頁) 裝.

1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X203公釐）

A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 74) 表3 實施例 11 12 13 14 15 起始材料 B4c 43.9, CaBB 48.7, CaBG 48.7, CaBe 27.8, CaBB 13.5, 組成(重量％) 3Α1ζ〇3 · B4C 51.3 B4C 51.3 B4C 29.3, b4c 43.7, 2Si02 56.1, A1 42.9 A1 42.8 填裝重量(g) (石墨容器内徑 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50ηιιη φ ) 氮化條件 112絕對壓力(MPa) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 升高溫度(O/min) 15 15 15 15 15 留存溫度（υ) 1600 1600 1600 1600 1600 留存時間(hr) 8 8 8 8 8 燒結產物 t 重量(g) 64.6 91.1 80.2 87.1 83.4 體密度(g/cm3 ) 2.15 1.71 2.18 2.24 2.10 孔隙度(¾) 19.2 24.4 3.5 12.0 5.0 X射線繞射 AhOa.BN, BN 84.4, BN 60.6, BN 52.8, BN 47.2, SiC CaCN2 15.6 CaBB 32.1， AIN 37.4, AIN 39.0, C 7.3 CaCNz 9.8 CaBs 8.1, C 5.7 抗鋼液性 (角度P 100 Reacted Reacted 110 110 抗熔渣性 ---------1 裝-- (請先閱讀背面之注意事咬再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2Π)ΧΛ9：Ζ公釐） 峨H

五、發明説明（75) A7 B7 (角度） 105 104 105 88 86 3點彎曲強度(MPaf3 18 6 8 32 34 1 :與130鋼接觸之角度 2:與液態熔渣接觸之角度 3 : 3咖χ4_χ30ππβ跨度距離 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（2I0X.297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（76) 表』 i 實施例 16 17 18 19 20 起始材料 CaBs 18.2, B4C 50.5, SiOz 15.9, SiOz 11.1, Si02 12.1, 組成(重量％) B+C 19.1 A1 49.5 B4C 43.9, B+C 49.1, B4C 33.4， A1 28.0, Zr02 40.2 A1 39.8 Zr〇2 40·3， Zr02 34.7 A1 14.2 填裝重量(g) (石墨容器内徑 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50mm φ ) 氮化條件 ^絕對壓力(MPa) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 升高溫度（C/fflin) 15 15 15 15 15 留存溫度(υ> 1600 1600 1600 1600 1600 留存時間(hr*) 8 8 8 8 8 燒結產物 重量(g) 74.0 65.7 64.2 80.0 64.8 體密度（g/απ 5 ) 2.59 1.93 1.78 2.44 1.89 孔隙度tt) 11.8 7.1 18.9 6.2 21.1 X射線繞射 BN 40.5, BN 51.4, BN 60.8, BN 55.1, BN 46.3, AIN 28.7, AIN 42.4, Zr〇z(ni) AIN 37.8, Zr〇2 (m) 3CaO · 17Zr02 C 6.2 28.0, SiC 4.6, AIN 18.5, 23.3， SiC 8.2, C 2.5 SiC 6.2, CaCN2 7.5 ZrN 3.0 ZrN 4.0 抗鋼液性 (請先閱讀背面.之注意事貪再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2iGX227公釐） 》79 裝· -. 五、發明説明（77) A7 B7 (角度厂1 100 110 102 110 100 抗熔渣性 (角度)~z 96 90 101 104 105 3點彎曲強度(MPa)_$ 25 110 46 98 100 1 :與13Cr鋼接觸之角度 2:與液態熔渣接觸之角度 3 : 3咖X 4顧X 30臓跨度距離 (請先閲讀背面之注意事免界填寫本頁) 裝· \/r*^ ..—u^ • ..£i^·' 經濟部中央標準局員工消費合作杜印裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 80

Claims (1)

1. 384280 g 六、申請專利範圍 公告本 88. i. 一種含氮化硼之材料之製法，其係包括下列步驟·· 製備包含硼化物及i\l之混合粉末，該混合粉末包含1 0-70重量U4C及30-90重量U1;及 在氮化氣氛中，將該混合粉末加熱至溫度為1 300至2000 °C，Μ製成氮化硼及A 1 N。 2 .如申請專利範圍第1項所述之製法，其中 將包含硼化物之該混合粉末填裝於耐熱模具中，使填裝 比率為30至70¾及填裝材料被局限於耐熱模具中；及 將包含填裝材料之耐熱模具加熱Μ轉化填裝材料為燒結 產物。 3 . —種含氮化硼之材料，其係藉包括下列步驟之方法製 成： 製備包含硼化物及鋁之混合粉末，該混合粉末包含1 0 -70重量％B4C及30-90重量％Α1; Μ及*在氮化氣氛中將該混 合粉末加熱至溫度為1 300至200〇υ，Μ製成氮化硼及Α1Ν ; 該含氮化硼之材料包括22至90重量UN* 8至68重量％Α1Ν 與Α10Ν及2至9重量U ;及 該含氮化硼之材料具有良好抗鋼液性及良好抗熔渣性。 4 . 一種含氮化硼之材料*其係藉包括下列步驟之方法製 成： 製備包含硼化物及鋁之混合粉末，該混合粉末包含10-7 0重量M 4C及30-90重量; Κ及，在氮化氣氛中將該混 合粉末加熱至溫度為1 300至2000 °C，Μ製成氮化硼及iUN ; 該含氮化硼之材料包括22至90重量SJBM，4至48重量 _____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）_ , (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A8 B8428Q § D8 六、申請專利範圍 與A10N及6至30重量％SiC ;及 該含氮化硼之材料具有良好抗鋼液性及良好抗熔渣性。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 5 . —種含氮化硼之材料之製法，包括下列步驟： 製備包含5-80重量1&4(：及95-20重量％第一氧化檄之混合 粉末，該第一氧化物為Zr02、iU2〇3及3102所_組成族群中 之至少一種； 在氮化氣氛中將該混合粉末加熱至溫度為1 〇 〇 〇至2 3 0 0 10 *藉由Β 4 C中之碳將第一氧化物還原，而生成氮化硼及至 少一選自第二氧化物（所具鍵結氧較第一氧化物少）、氧氮 化物、氮化物、碳化锪及硼化物所組成之群中之化合物， 藉此製成含氮化硼之材料。 6 .如申請專利範圍第5項之製法，其中 混合粉末包括5至60重量％B4C及40至95重量％Zr〇2 ;及 混合粉末係被加熱至溫度1 0 0 0至1 5 0 0 υ。 7. 如申請專利範_第5項之製法，其中 混合粉末包括5至60重量％B*C及40至95重量％Zr〇2 ;及 混合粉末係被加熱至溫度〗300至1 900 °C。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8. 如申請專利範圍第5項之製法，其中 混合粉末包括5至60重量S5B4C及5至90重量％ Al2〇3;及 混合粉末係被加熱至溫度1600至2300 Ό。 9 .如申請專利範圍第5項之製法，其中 混合粉末包括10至80重量％B4C及10至90重量％Si02;及 ；. ， ' 混合粉末係被郭熱至溫度13〇〇至19〇〇υ。 10 .如申請專利範圍第5項之製法，其中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A8 S84280 g D8 六、申請專利範圍 混合粉末包括10至60重量40至90重量％鍇英石； 及 混合粉末係被加熱至溫度1 300至1 9 0 0 υ。 11 .如申請專利範圍第5項之製法，其中 混合粉末包括10至60重量％B4C及40至90重量％富鋁紅柱 石；及 混合粉末係被加熱至溫度1 3 0 0至1 9 0 0它。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----.訂'r—·--------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -3 -