TW408092B

TW408092B - Method of coating, method for making ceramic-metal structures, method for bonding, and structures formed thereby

Info

Publication number: TW408092B
Application number: TW085107845A
Authority: TW
Inventors: Aleksander J Pyzik; Harold E Rossow; Jack J Ott; Uday V Deshmukh
Original assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1995-06-23
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 2000-10-11
Also published as: JP2008024589A; KR100432075B1; DE69623020D1; ATE222145T1; WO1997000734A1; EP0833698A1; EP0833698B1; KR19990028330A; DE69623020T2; MY132223A; JP2008012922A; US6123797A; JPH11508201A; JP4115521B2

Description

五、發明説明（1 ) A7 B7 概略而言，本發明係晡於一棰被覆非可濕潤材料至基材上之方法，陶瓷-金屬結構物如帶子之製法，黏合兩個陶瓷體之方法，及藉該等方法形成之結構物。由於今日對改良材料之蒲求漸增，經常希望有具有金屬性質，例如，韌性、變形性、導罨性、導熱性與熔接性而又具有陶瓷之強度與剛性之材料。獲得此種混成材料之方式係經由被覆金颶至陶瓷基材上而層合金颶與陶瓷。所得層合材料可用來製造習知裝置，但因該種材料組合金展與陶瓷之優點 > 故裝置比較使用先前材料製造的裝置輕薄短小但仍保有預期效果。然而，經常發現選用的金靥無法良好被覆於選用的陶瓷上*原因為該等金羼與陶瓷間無法濕潤故。也希望被覆非可濕潤金属至陶瓷基材上/使層合產物產生最小童金觴氧化物，原因爲金羼氧化傳導性與強度有害故。亦有無數其它例>難以被覆一種材料（無諭該材料於 (請先閲讀背面之注意事項本頁) •裝. 訂經濟部_央標準局員工消費合作社印製室溫爲固體或液體基材上，原因為被覆材料與基材材料間無法濕潤故。/ 更特定的陶瓷-金屬帶製造領域中，最常用方法為帶鏵塑技術。此種技術經常需要鏵塑帶内之黏結劑含量高，此乃非期望者，原因為黏結劑經常難Μ去除故。帶铸塑技術也常需使用有機溶劑俥鏵塑帶子。然而，使用有機溶劑不合環保。現行帶簿塑技術之另一問題為開發適合金屬粉末與陶 -^in Η· · 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS > A4規格（210X297公釐} 5 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 408092 * _五、發明説明（2 ) 瓷二者的配方並非易事。此外，難以控制現行技術製造的帶厚度。現行带鑄塑技術之另一問題爲形成的帶子多孔* 於升溫密化畤於各偁維度收縮，且典型地，加工時需要非期望的髙溫。陶瓷桊也需將兩値陶瓷體黏合之改良方式。經常兩倕陶係Μ另一個陶瓷黏合。如此形成的陶瓷接合的強度#、餐S @心Μ㈣㈣# IT。胃㈣&« $ 黏合陶瓷體時*金屬接合典型地具有比陶瓷接合低的強度，但可變形而裂痕的漫延緩慢，因此，較少見陶瓷接合的嚴重失效。因此，希望有一種黏合兩固陶瓷體之方式，其具有陶瓷接合之高強度優點與金羼接合之特徴性較少嚴重失效。因此，本發明之一個目的係提供一種於固體基材上之非可濕潤材料結構物及其製法。本發明之又另一値目的係提供一種陶瓷-金羼結構物，例如，帶子之製法，該方法所需黏結劑或有機溶劑極少或無*可應用於多種不同陶瓷-金靥配方，易于控制帶之厚度，形成相當緻密帶，故於升溫密化時極少或無收縮，且無需非期望的高加工處理溫度。本發明之又另一艏目的係提供一種具有高黏合強度與裂痕漫延緩慢之兩锢陶瓷體黏合的結構物，以及黏合兩個陶瓷體之方法》欲達前述目的，本發明之一種態樣為一種被覆非滬潤性流動性材料至基材表面之方法，其中該基材無法被非濕 (請先間讀背面之注意事項tk本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） 408092 A7 B7 五、發明説明（3 經濟部中央標準局員工消費合作社印製潤性流動性材料濕潤或僅略為濕潤，該方法包括u)沈稹一層粉末粒子於基材表面上，其中該粉末粒子可被非滬趙性滾動性材料濕潤；（b)非濕潤性流動性材料接觭該層I 末粒子層；及（C)使非濕潤性滾動性材料介於該層之粉末粒子間油芯潤滑而接觸基材表面》因此，使基材表面被覆 Μ非濕滴性流動性材料。特別，非濕潤性流動性材料可由有機流體，無機流體，聚合物料，玻璃或金颶製成；基材可由金羼，玻璃，陶瓷或陶瓷-金屬結構物複合物製成；而粉末粒子可由金羼，陶瓷或其混合物製成。較佳，粉末粒子沈稹成厚1-25撤米及孔隙度50-90%之層，粉末粒子具有平均粒徑0.1-50 徹米。較佳，非濕潤性流動性材料被膜接觸基材表面被該層粉末粒子覆蓋面之至少約50%。由恰如前述方法形成的層合結構物包含固體基材，非濕潤性滾動性材料被膜黏蓍於固體基材表面，和粉末粒子分散於非濕潤性流動性材料被膜。較佳層合結構物中，非濕潤性滾動性材料大體連薄被覆於固體基材表面上。此處使用的「大截連播被覆」一辭表示非濕澗性流動性材料接觸其被覆的固體基材表面之至少約50%。根據本發明之另一種態樣為陶瓷-金属帶之製法。該方法包括（a>沈積一層非可濕潤陶瓷粉末於固鼸型件上； (b)沈稹一層可濕潤粉末於該層非可濕潤陶兹粉末上；（c) 金颶接觸該層可濕潤粉末；（d)加熱金羼至金颶熔化，並經由該層可濕潤粉末與環繞接觸該層非可濕潤陶瓷粉末的請先聞 & 之注項本衣頁订本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2ί〇Χ297公釐） 7 f08093 五、發明説明（4 )

可漏濶嫌> 末橱別粒子油芯潤滑，而形成金靥浸潤的結構物 ;及le)冷卻金屬浸潤的結構物而固化金屬，因此，形成一條陶瓷-金固體型件上。此態樣中，非可濕潤陶瓷粉末無法被靥濕潤，而可滬潤粉末可被熔融金屬濕潤。如此形成的陶瓷-金屬帶可層合，而層合結播物可加熱至致使層合陶瓷-金羼帶黏合並形成陶瓷-金靥結構物之溫度。根據本發明之另一種態樣為黏合陶瓷體之方法。該方法包括（a) Μ非反應性粉末粒子和反應性粉末粒子被覆第一陶瓷體表面；（b)毗建第二陶瓷雔表面牴住第一陶瓷膿之被覆面；（c>使第一陶瓷體與第二陶瓷體間之被膜接觭金羼；（<0加熱金羼至某個溫度經歴夠長時藺而使金羼通過粉末粒子被膜、環繞値別粉末粒子浸潤，並接觸兩梅陶瓷體；及（e>冷卻經浸潤的金屬直至金羼固化，因而將兩値陶瓷體黏合。非反應性粉末粒子為不可與浸潤金靨反應，而反應性粉末粒子可與浸潤金颶反應。經濟部中央標準局員工消費合作社印製由恰如前述方法形成的層合結構物包括（〇第一陶瓷體；（b>金屬浸潤層黏合至第一陶瓷髅；及（c>第二陶瓷體黏合至金麋浸潤層。金羼浸潤層含有反應性材料，非反應性材料和金*，其中該反應性材料可與金黡反應，而非反應性材料不可與金觴反應。本發明之其它目的、特點和儍點於硏讀後文說明連同附圖将顯然易明。 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Λ4規格（210X297公釐） 408092 at B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製五、發明説明（5 ) 第1圖示例說明一個本發明之具體例之方法之步駔* 其中流動性材料接觸已經沈積於基材上之粉末粒子層。第2圖顯示經由第1圖部分示例說明之方法形成的® 狀結構。第3圖示例說明另一値本發明之具體例之方法之步驟，其中金屬接觸陶瓷型件上之可濕濶粉末層。第4圖示例說明第3圖所示具體例之方法之另一步骤 Ο 第5圖顯示由第3和4圈示《I說明之方法形成的陶瓷 -金鼸帶。本發明之第一具髏例爲一種被覆非濕潤性溁動性材料至基材表面之方法，其中該基材無法被非櫬潤性流動性材料摁潤或僅略為濕潤。該方法概略包括下列步驟：（a>沈積一®粉末粒子於基材表面上，其中該粉末粒子可被非濕潤性流動性材料猫潤；（b)非濕潤性流動性材料接觸該層粉末粒子層；及（c>使非濕潤性流動性材料介於該層之粉末粒子間油芯潤滑而接觸基材表面，因此，於基材上形成大體連續被膜。基材可里任何形狀，且可由例如金属、玻璃、陶瓷或陶瓷-金颶複合材製成。可形成基材之陶瓷範例包含氮化鋁，碳化矽，三氧化二鋁，気化矽，和磺化硼。基材可藉任何適當技術*例如，滑鏵、壓塑、帶鎊、擠塑或射出槙塑形成。若需高密度基材，則型坯可藉例如，燒結、熱壓、熱等角壓縮、或浸潤金屬入基材等技術密化。 ---F---Μ-----裝--- 、}. (請先閱讀背面之注意事項^ik本瓦) 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS > A4規格（210x297公釐）經濟部中央標準局員工消費合作社印製 408092 b77五、發明説明（6 ) 有待被覆的流動性材料可為任一種流動性材料，亦即，任何流體或，例如，可藉熔化變成流體的材料。若有待被覆的流動性材料爲可熔，則該可熔材料須於低於基材或粉末粒子熔化或彼此辙底反應溫度之溫度熔化。較佳潦動性材料被膜俤經由化學或物理交互作用黏著至基材。流動性材料之特例有有機或無機流體，玻璃，聚合物料和金羼，含金颶合金。聚合物料包含熱塑物和聚合物流體。金屬範例包含鋁*銅，鎂，鈷*鐵，鉬，和錁。金靨合金範例包含鉬-錁。本發明之第一具體例方法提供當掖體與固體具有非可摁潤特擞時被覆液體至固賭的能力。吾等可決定材料（A> 於特殊氣氛下是否可被材料（B)濕潤或非可濕潤，係經由測量於特選氣氛下*树料（B)之液滴或流化滴於材料（A)緻密本塍上的接觸角決定。若材料（B)於室溫爲固臛*則材料（B)需加熱至熔點俾測量接觸角。接觸角為介於液-氣介面與液-画介面間之夾角。若接觸角小於90度則材料（A)視為可被材料（B)滬潤。當需要可濕潤組合時，較佳接觸角小於45度，更佳小於25 度。若接觸角等於或大於90度則材料（A)視爲不可被材料 (B>濕潤。有待沈積於基材表面上的粉末粒子須可被流動性材料濕趙。粉末粒子組成物選擇為當流動性材料被流體化且與粉末粒子層接觭時，流動性材料因毛細作用介於粉末粒子間流動。粉末粒子無需Μ化學或機械方式黏合至基材。經 (請先聞讀背面之注意事項^:寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 10 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 408092 at B7五、發明説明（7 ) 常，希望於粉末粒子置於本發明之方法條件下後不會黏合或僅撤弱黏合至基材。可構成粉末粒子之材料範例包含金屬、陶瓷及其混合物。粉末粒子與流動性材料物質組合之若干範列包含·· W 與 Cu，Ti 與 Mg，WC 與 Co, TiC 與 Co, WC 與 Fe，MoSie 與 A1 TiC 與 Mo, B*C 與 A1，1^88與冉1，TiC 與 A1，51&4與众1，TiBs 與Ni ，及TiC與Mo-Ni » 較佳粉末粒子之粒徑係於0·1-50撤米之範圍，更佳1-25撤米之範画，最^^5撤米之範圍。粉末粒子可藉術沈積於基材表面。舉例言之，粉末粒子可分散於液體且，例如，藉噴塗、刷塗或印刷沈積。印刷技術可使粉末粒子呈圖案沈積於基材。也可使用，例如，化學蒸鍍、電漿增強沈積、或離子束濺鍍等技術。若粉末粒子呈分散液沈積，則粉末粒子層較佳於浸潤金颶前乾燥。較佳粉末粒子沈積於基材至乾厚度係於1 -500徹米之範圍，更佳3-150微米之範圍，最佳5-100撖米之範囫。典型地，粉末粒子沈稹1至20單層厚，較佳至少兩曆單層厚〇乾粉末粒子層較佳具有孔隙度50-90%，更佳60-80% ，最佳70-80%。由於粉末粒子層之孔隙度故，粉末粒子層沿基材表面爲非連續。一旦基材表面上有層乾粉末粒子層，則經由將流動性材料直接置於粉末粒子層上、或單純接觸部分粉末粒子層 (請先閲讀背面之注意事項^sK寫本頁) 裝· Τ'訂本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X2.97公釐） 11 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 408092 Αν _B7_五、發明説明（8 ) 與流動性材料而使粉末粒子層與流動性材料接觸。第1圃示例說明此方法步驟，其中一塊流動性材料10 (顯示為金屬）停靠在一層已經沈積於基材14表面的粉末粒子層12(亦顯示為余屬）上。如示例說明*粉末粒子層12多孔而非連續式接觸基材14。若流動性材料於室溫為流體*則流動性材料將油芯樹滑於粉末粒子間與周圍，最終被迫接觸基材表面。此外，希望流動性材料可於tt鄰基材表面的粉末粒子下方流動* 如此，加大流動性材料與基材間之接觸面積。加大接觭面積有助於改善搲動性材料被模與基材之黏著。若流動性材料於室湛為固體，則溁動性材料加熱至升溫經歴一段時間而使流動性材料熔化並油芯潤滑於粉末粒子間，且較佳油芯潤滑於至少部分粉末粒子與基材表面間。流動性材料之加熱典型地係於真空進行。於流動性材料之油芯潤滑後，流動性材料較佳流過粉末粒子周圍，且接觸原先沈積有粉末粒子之基材表面之至少50%，更佳至少80%，最佳至少95%。由於流動性材料被覆於基材表面的結果，粉末粒子層保持於基材表面上非連縉或未接觸基材表面。所得流動性材料被膜大體係由個別粉末粒子被流動性材料連續層包圍所組成。流動性材料與基材表面直接接觸，否則基材表面無法被流動性材料濕潤。進行未含粉末粒子層的相同實驗，導致基材上無連繙被膜，原因爲流動性材料於基材的源潤性不良，故流動性材料無法於基材上展開。第2圖示例說明藉本發明之笫一具體例之方法形成的 1-Ί--;----^-I^II - {請先聞讀背面之注意事項^'¥寫本頁) 訂_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 408092 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7__五、發明説明（9 ) 層狀結構。金羼10已經浸潤粉末粒子層12内部與個別粉末粒子周画直至流動性材料10與基材14表面連鑛接觸為止。粉末粒子/流動性材料複合層之粉末粒子含量，基於複合層重量典型地為5-25wt%。若流動性材料靨於金靥，則此法之優點爲所得基材-被膜介面含極少量不期望的金靥氧化物。本法於基材-流動性材料介面獲得低含量金屬氧化物，原因為被覆過程中，液態金靨具流動性*而於浸潤粉末粒子層時留下氧化表層。因此，介面不含使用金颶箱或金羼粒子藉其它方法製埴的產品內典型存在的表面氧化物。又新又清潔的金靥面接觸基材，有助於增加介於金屬與基材間之化學擴散*如此，改良二者間之黏著與黏合。層狀結構之金靥浸潤曆可用作熱導體、電導餹、靭化障層、或熔接區段，或金靥浸潤層可反應或氧化形成化學及/或機械保護層。本發明之第二具體例為一種製造陶瓷-金羼帶之方法。該方法包括下列步驟：（a)沈積一層非可濕潤陶瓷粉末於成形的固體型件上；（b>沈積一層可濕潤粉末於該層非可摁潤陶瓷粉末上；（c)金厪接锔該層可濕潤粉末；（d)加熱金颶至金羼油芯潤滑介於該層可滬潤粉末之各個粒子間，並接觸該層非可濕潤陶瓷粉末而形成金屬浸潤的結構物 ;及（6)冷郤金屬浸潤的結構物而固化金篇，而形成一條陶瓷-金羼帶於固髅型件上。非可濕潤陶瓷粉末中斷金屬流，笛浸潤舆冷卻完成時可使帶與固體型件分雄。 (請先閲讀背面之注意事項f4-寫本頁) -裝· 訂本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） 13 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 408092 Ί Α7 __ Β7_ 五、發明説明（10 ) 第二具體例之方法採用第一具體例之方法。第一具豔例中*可使流動性材料於基材表面之粉末粒子間與周圍油芯潤滑。第二具體例中，流動性材料為熔融金羼*而基材爲其上有一層非可濕潤陶瓷粉末之固d型件。本發明之第二具體例使用的固體型件可為平坦面或輪廊面，典型爲陶瓷製。若固體型件係用作模面且稍後移開，則固體型件較佳由置於該方法條件（溫壓 > 後不會與非可濕潤陶瓷粉末黏合的材料製成。亦較佳若欲移開固體型件，則固體型件係由不會被該方法之特殊金屬摁潤的材料製成。若画體型件保持爲最終結構物的部件，則固體型件較佳由置於本發明之第二具體例之方法條件（溫度，壓力〉後會黏合至非可濕潤陶瓷粉末的材料製成。固體型件與其它材料間之黏合、非黏合、與濕潤交互作用可經實驗決定。如前述，非可濕潤陶瓷粉末無法被該方法使用的金屬濕潤。非可濕潤之定義同本發明之第一具體例所述。非可濕潤陶瓷粉末作為障層*保持金颺不接觸固體型件。較佳，非可濕潤陶瓷粉末之粒徑為0.01至100撤米，更佳0.0卜10微米，最佳0.01-1撤米。非可濕潤金羼粉末層可藉前述本發明之第一具體例之. 粉末粒子之相同技術沈積。若非可濕潤陶瓷粉末層施用成分散液，則可使該層乾燥。較佳非可濕潤陶瓷粉末乾燥層厚度為0.1-100微米，本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項\^寫本頁)

14 £7___ £7___ 408092 經濟部中央標準局we工消費合作社印製 A7 發明説明（η ) 更佳1-50微米，最佳卜25撤米。典型地，非可濕糖陶瓷粉末層厚1至10單層。較佳非可濕潤陶瓷粉末乾燥層之孔隙度為40—80% * 更佳40-70% ,最佳40-60%。如前逑，可濕潤粉末粒子可被油芯潤滑其間的金颶濕潤。可摁潤與較佳接觭角定義同本發明之第一具體例所逑。可濕潤粉末組成物係遘擇當金属熔化且接觸可摁潤粉末時，熔融金屬因毛細作用介於可濕潤粉末粒子間流動者。可濕潤粉末無沬Μ化學或機械方式黏合至基材。典型地，可濕潤粉末爲陶瓷或金靥製。可濕潤粉末可藉本發明之第一具體例中被覆粉末粒子所述技術沈積。可游潤粉末之較佳粒徑和可滬潤粉末層之較佳性質，例如，厚度和孔隙度依期望之帶子性質而定。典型地，可濕潤粉末之粒徑為0.1-50微米，可濕潤粉末層之固體含童焦10-50% (亦即，可濕潤粉末層之孔隙度爲50-90%)，帶子厚度係於5-1000撤米之範圍。有待介於可濕潤粉末粒子間油芯潤滑的金颶可為金靥元素、合金或其混合物。欲油芯潤滑金屬介於粒子間，金羼首先接觸可濕潤粉末層。接觸並不要緊。舉例言之，金馬可整値置於可濕潤粉末層上，或可僅接觸部分可濕潤粉末層。第3圖示例說明金羼接觭可濕潤粉末被膜，其中，金羼20停靠在可濕潤粉末被膜22上，其己經沈積於非可濕潤粉末被膜24上，後者又已沈積於陶瓷型件26上。本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） (請先聞讀背面之注意事項本茛)

408092 g 五、發明説明（12 ) π,Η;: 經濟部中央標準局員工消費合作社印製金屬接觸可濕潤粉末後，金羼加熱至金屬油芯潤滑於可濕潤粉末粒子間與周圍，如第4圖所示，直至金羼接觸非可濕潤金羼粉末爲止。金屬通常不會油芯潤滑於非可濕潤金屬粉末粒子間。第二具體例之加熱步驟典型地係於真空或惰性氣氛下進行。視需要，加熱金羼且使其油芯潤滑介於粒子間後，包含固體型件、非可濕潤陶瓷粉末18沈積於固體型件表面上、可濕潤粉末層由金靥連繙母體包固的層狀結構*任其冷卻而固化金屬。當固體型件與非可濕潤陶瓷粉末之組成物選擇可使二者於製程中不會黏合，固體型件可由結構物的其餘部分移除，其係由層狀結構組成，一層爲非可濕潤陶瓷》而第二層潙可湄潤粉末以金靥浸潤。非可濕潤陶瓷粉末涵易藉數種技術含機械硏磨或粉刷由使用金羼浸潤的可濕潤粉末層去除。以金屬浸潤的可浸潤粉末考慮爲陶瓷-金羼帶，示於第5圖。陶瓷-金屬帶之陶瓷含童依陶瓷粉末沈積於上方法和陶瓷粉末粒徑決定，但典型地，可其於帶重量於10-50wt% 間改變》如此形成的陶瓷-金靥帶典型地，具辭密度至少占最大密度理論值之約95%。依固體型件形狀而定，帶子可平坦或有複雜幾何。如此形成的陶瓷-金羼帶可層合，而靥合帶加熱至使帶子黏合的溫度。黏合溫度可爲金颶變形溫度，該溫度低於金屬熔點》但夠高而可使金羼加睡變形。另一態樣中， IJ---r----1^—— (請先閲讀背面之注意事項Κ寫本頁) 訂_ 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（210X297公釐> 16 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 __408092 B7 _五、發明説明（13 ) 兩帶黏合溫度可為擴散燒結溫度，其中溫度夠高而可使金颶擴散入吡建陶瓷層。陶瓷-金屬帶之分層包括兩層或多層，亦含不同組成物層。加熱步骤坷移除固體型件之材料組合範例示於下表。組合海粢铟伴韭IT遛勑粉支田混S3粉玄余鼴 I A1N AIN TiB, A1 I A1N AIN B4C A1 肛 A1N AIN Ti C Mo-Ni IV au〇3 Si3N* WC Co V A 1 S 0 3 AIN TiB Ai VI A1 a 0 3 AIN A1 2 0 3 Nd VI AIN B^C U Cu 經由本發明之第二具體例之方法形成的單一帶與數帶複合物可用於電子業作電子基材與硬碟驅動組件。帶和複合物也可用於結構用途，例如，輕質量之汽車刹車，機槭手臂，和雔合器。本發明之第三具體例概略而言為使用反應性粉末，非反應性粉末，和金颶黏合陶瓷髏之方法。該方法包括首先 *以反應性粉末粒子和非反應性粉末粒子被覆第一陶瓷體表面。選擇性地，第二陶瓷體《面也可經被覆。反應性粉末粒子與選用的特殊金羼進行化學反應，非反應性粉末粒子不會與特選金》起化學反應。然後，第二陶瓷體表面吡本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公漦） (請先閱讀背面之注意事項#-^k本頁) •裝- 408092 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製五、發明説明（14 ) 鄰牴靠第一陶瓷體之被覆面。介於兩陶瓷體間之被膜界定黏合厘段。然後，介於第一陶瓷體與第二陶瓷體間之被膜接觸金颶，金靥加熱至某値溫度經歷一段足夠時間，因此 »使金屬油芯潤滑且浸潤通過被膜且環繞被膜之個別粒子周圍，最後，使兩値陶瓷體接觸。當金屬冷卻與固化時兩値陶瓷體黏合。有待黏合的陶瓷體可為陶瓷製成含極少或不含自由金羼，或可由陶瓷-金羼複合物製成。陶瓷賭可具有任何大小或形狀。陶瓷體可藉浸潤用之金羼濕潤或非可濕潤。此外，陶瓷體可與浸潤用之金靥起化學反應或不起化學反應。如所逑，反應性粉末粒子與有待浸猫黏合匾段之金屬起化學反應。換言之*本發明使用之反應性粉末粒子為可與浸潤用之金靥形成新材料相之粉末粒子。相反地，本發明使用之非反應性粉末粒子為不會與浸潤用之金屬形成新材料柑之粉末粒子。反應性和非反應性粉末粒子二者*依前文對本發明之第一具體例所述可濕潤定義必須可藉浸潤用之金靥濕潤。前述較佳接觸角亦適用於本發明之笫三具體例。反應性和非反應性粉末粒子較佳具有粒0.1-10撤米，更佳0.5-5撤米。典型地，反應性和非反應性粉末粒子為陶瓷或陶瓷混合物。被覆反應性和非反應性粉末粒子於陶瓷醴上可以數種方式之任一種進行。一種被覆方式中，兩艏陶瓷體最初被覆一層反應性粉末粒子，其後，被覆一屬非反應性粉末粒 (請先閱讀背面之注意事項^---1寫本頁) -裝. -訂 -4;. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐）經濟部中央標率局員工消費合作社印製 408092 A? _B7_ 五、發明説明（15 ) 子。然後，兩橱陶瓷體之被覆面吡鄰供黏合。此種被覆方式中》較佳反應性粉末粒子層之厚度為0.5-15撤米，更佳 1-5撤米；兩層非反應性粉末粒字層總厚度爲1-50撤米，更佳1-10撤米。多層非反應性粉末粒子餍之厚度較佳為 0.5-25撤米，更佳0.5-5撤米。至於第二被覆方式*第一陶瓷體最初被覆一層反應性粉末粒子層*其後，被覆一層非反應性粉末粒子；而第二陶瓷體僅被覆一層反應性粉末粒子。然揆，兩傾陶瓷髏之被覆面吡鄰供黏合。此棰被覆方式中，較佳反應性粉末粒子層之厚度為0.5-15撤米，更佳1-5撤米；該層非反應性粉末粒子層總厚度為1-25撤米。至於第三被覆方式，第一陶瓷體最初被覆一層反應性粉末粒子層，其後，被S—層反應性粉末粒子與非反醸性粉末粒子之混合物；而第二陶瓷體僅被覆一層反應性粉末粒子。然後，兩個陶瓷鱧之被覆面吡鄰供黏合。反應性和非反醸性粉末粒子之混合物依所需黏合特性而定*可具有不等反應性粉末粒子對非反應性粉末粒子之比。較佳，反應性粉末粒子對非反應性粉末粒子之比為75 : 25至25: 75 ，更佳50 : 50至25 : 75。此種被覆方式中，較佳反應性粉末粒子層之厚度爲卜10微米，更佳1-5微米；而反應性和非反應性粉末粒子混合物層厚度為5-50撖米，更佳10-20 撤米。至於第四種但非較佳的被覆方式》第一陶瓷體被覆一層反應性粉末粒子與非反應性粉末粒子之混合物。混合物本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4规格（2[0X297公釐） (請先閲讀背面之注土¥項^'--±L^本買)

19 408092 A7 A7 B7 五、發明説明（16) 較佳具有反應性粉末粒子對非反應性粉末粒子之比為75: 25至25 : 75，更佳50 : 50至25 : 75。然後，第二陶瓷髏放置吡連第一陶瓷體之被覆面供黏合兩個陶瓷體。此種被覆方式中，較佳反應性和非反應性粉末粒子混合物廇厚度為卜50撤米，更佳5-20撤米。反應性粉末粒子層較佳具有孔隙度50-90¾，更佳75-85% »非反應性粉末粒子層較佳具有孔隙度60-90%，更佳70-85%。反應性與非反應性粉末粒子混合物層較佳具有孔隙度50-90%，更佳70-85%。反應性和非反應性粉末粒子可藉多種技術被覆於陶瓷體上。舉例言之，粉末粒子分散於水*且例如藉噴塗、刷塗或印刷沈積。也可使用，例如，化學蒸鎪、電漿增強沈積，或離子束濺鍍等技術。若粉末粒子沈稹於其上成分散液，則粉末粒子層較佳於浸潤金羼前乾燥。經濟部中央標準局員工消費合作社印製一旦反應性和非反應性粉末粒子已經被覆於適笛陶瓷髏上，陶瓷體於有待黏合面吡鄰。然後*介於第一陶瓷睡與第二陶瓷鱧間之被膜與金羼接觸。金颶可為金屬元素或金属合金。接觸步驟，例如，可經由將金饜置於被覆面間 >或經由單純接觸粉末粒子被膜外部逹成。然後，接觸的金屬加熱至某個溫度經歴一段夠長時間，因此，金靥油芯潤滑通過被膜並圍繞個別被膜粒子周圍，最後接觸兩個陶瓷體。加熱步驟期藺，金_浸潤入點合區段，但不一定浸潤入陶瓷體。若陶瓷髏緻密及/或不可被金屬濕潤，則金屬通常不可浸潤入陶瓷塍。 20 --;---Γ-----裝 l· — .) (請先閲讀背面之注意事項-^-¾.寫本頁) 本紙張尺皮適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 408092 A7 B7 五、發明説明（17 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製通常較佳單純接觫部分粉末粒子被膜周邊與浸潤用之金属，原因為由周邊抽取金靥進入黏合甚段之技術可使黏合終產物的金羼氧化物量減至最小，原因爲移動中的熔融金屬攜帶的金羼氧化物量極少故。相反地，當金羼及其伴隨的金颶氧化物夾層於被膜間時，金属氧化物保持為黏合終產物的一部分。典型地，當金屬為鋁或鋁合金時，油芯濶滑溫度為 1000-1200TC，足夠時間長短為5-45分_。較佳，加熱步驟係真空進行。另外，可使用惰氣氣氛。加熱後，陶瓷體結構物冷卻，典型地，冷郤至室溫*因此金属並黏合兩偁陶瓷體。冷郤後，黏合的陶瓷體可藉至至多约800Ϊ：而加熱處理。可用於第三具體例之材料組合範例包含：磺化硼-鋁作為陶瓷體形成材料，硪化硼粉末作為反應性粉末粒子，硼化钛粉末作為非反醮性粉末粒子，而鋁或鋁合金作爲金羼。組合中，陶瓷醍（碳化硼-鋁）視為可被金屬（鋁或鋁合金）濕潤。第三具體例之材料之另一種組合同前述組合，但陶瓷體係由氣化鉬製成。此種組合中，陶瓷體（氮化鋁）視為不可被金靥（鉬或鋁合金）濕潤。如此形成的產物為層狀結構，其包括第一陶瓷體，黏合至第一陶瓷體之金屬浸潤層，和第二陶瓷體，其也黏合至金屬浸潤層。金靥浸潤層含有反應性材料*非反應性材料，和經浸潤的金属。反應性材料係由反應性粉末粒子與請先-閲背之注意事項 p 本頁裝訂本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 21 - 21 408092 A7 B7 五、發明説明（18 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製經浸潤的金屬製成，而非反應性材料係由非反應性粉末粒子製成。依反應性和非反應性粉末粒子之被覆方法而定，層狀結構之金屬浸潤層具有不同的材料梯度。例如，若首先，反應性粉末粒子先沈積於陶瓷體上，則靠近陶瓷體相對於的非反應性材料，金屬浸潤層含有較高濃度之反應性材料。此部分含較高濃度反應性材料之部分稱爲亩含反應性材料層。富含反應性材料層當存在時可爲0.5-100撖米，但較佳厚0.5-10撖米。層合結構中*由反應性粉末粒子形成的材料提供強力黏合與介面強度，金羼提供裂痕蔓延的展性路徑，非反應性粉末粒子形成的材料提供反應障層。層狀结播的裂痕典型地始於脆性介面，缺介面係由反應性粉末粒子與金颶形成。然後，迫使裂痕蔓延通過較脆弱但又較具延性的非反應性粉末粒子/金羼複合物層，而表現彷彿金屬的裂痕。使用第三具體例之方法將兩個陶瓷體黏合的優點為對介面強度與典型地發生的斷裂類型的控制較佳。此外，黏合產物具有陶瓷正面貢獻與金雇正面貢獻的組合。因此，本發明提供由非可濕潤材料被覆於通常無法被非可濕潤材料濕潤的画體基材上形成的新穎結構物及其製法。本發明亦提供一種製造陶瓷-金靥結構物，例如*陶瓷-金靥帶之方法，該方法需要極少或無黏結劑或有機溶劑，適用於多種不同陶瓷-金羼配方，容易控制帶厚度，形成相當緻密帶，因此，燒結時極少或無收縮，無镉非期請閲讀背面之注意事項本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 22 408092 Α7 Β7 五、發明説明（19 ) 望的高加工溫度。此外，本發明提供一種具有高黏合強度與裂痕蔓延緩慢之結構物，及此種結構物之製法。下列實例僅供舉例說明而絕非視爲囿限本說明書或申請專利範圍之範圍。除非另行陳明否則份數和百分率皆為 Μ重量計。實例中，拥童多種金靨於多棰基材的接觭角。気化鋁，碳化硼*氣化矽，醑化鈦，和鎿之緻密基材抛光至1撤米表面光整。0· 5克各棰金屬樣品置於1平方厘米光整表面積上。金羼/基材總成置於壚内，爐配備有鎢加熱元件、檢視總成的望眼親，和可拍照緦成的照相設備。總成放置於觼內後，埔内部雒持於10'*托耳真空，並Μ每分鐘20 勺速率加熱至1200Τ。金屬於基材上的接觸角係於12〇〇·〇維持10分鐘後由總成相片測量。金屬於基材上的接觭角示於下表。頭三锢組合顯示非濕潤表現，而末三組合表示截潤性。 (請先閲讀背面之注意事項C寫本頁) 裝· 訂. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

甚射金颶捺蟠隹 Α1Ν A1 130# B*C Cu 135· Si3N4 A1 105* TiB. A1 25· B4C A1 20° W Cu 10Q -23 - 本紙張尺度適用中國國家標準（〇挪）八4規格（210乂297公釐） 4080S2 Α7 Β7 五、發明説明（20

I 經濟部中央標準局員工消費合作社印製實例實例1 碳化棚粉求（德國默尼黑Elekt.roscheBelt?werk Kempten生產，規格1500 »平均粒徑約3微米）於氬氣氛下於I400t烘烤而鈍化碩化硼表面並使其變咸與鋁柑容。烘烤妥的碩化硼分散於PH 7 (添加氫氧化銨控制〉之水至25wt% 画體。気化鋁基树表面噴塗以硕化硼粉末分散液呈樹狀有三枝從幹伸出。然後，任気化鋁基材上的噴塗膜乾燥。噴塗膜厚約10微米。鋁金属接觭樹狀碩化硼被親面底部的噴塗膜*然後，鋁接觸的氣化鋁基材真空加熱至1160*C。溫度於1160Ό維持於12分鐘。即使熔融金屬典型地不會濕潤氣化鋁 > 但本實驗中，整個樹形硪化硼被覆面有一薄_鋁穩固黏合至氣化鋁。被覆基材的拋光剖面顯示一層大體連續碳化硼-鋁複合物層黏合至氦化鋁基材。觀察到鋁與氮化鋁的直接接觸面積大於75%。實例2 砸化鈦粉末（德國Herman Starck生產）具有平均粒徑約4撖米，分散於甲醇至固體含童25wt%。一塊熱壓氣化矽噴塗Μ硼化钛分散液。然後，硼化鈦層任其乾燥，乾厚度約150撤米。鋁金靥放置與硼化鈦屬接觸，結構物Μ每。小時540¾真空加熱至1160它，溫度於1160¾維持於30分鐘。通常》鋁不會濕潤氮化矽，且1200¾ Μ下之接觸角大於90度。然而，本實驗中，鋁可濕潤大半氮化矽，僅留下請先聞 % 背 Sr 之注意事項本頁 § ί 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21 ΟΧ297公釐） 24 - 408092 A7 B7 五、發明説明（21 ) 未被覆Μ足量硼化鈦的點。歡察到鋁與氣化矽之直接接觸面積約80%。實例3 鎢粉末漿液係經由分散平均粒徑1-3撤米之鋳粉於庚烷至15wt%固體含量。兩片熱壓碳化珊基材各一面上機製成光滑。第一硪化磡基材之機製面上嘖灌鎢粉末漿液。然後，任鎢被膜乾燥，厚約25撤米。第二磺化珊基材之機製面未被覆Μ鎢。然後，銅金羼置於各片磺化珊基材頂上*基材加熱至並維持於1160TC歴30分鐘。鎢被覆硪化硼基材表面上的銅形成半球》於1160之接觭角爲60度並濕潤碩化硼。相反地，未被覆碩化硼基材表面上的銅形成球，於11601之接觸角為 135度且不會濕潤硪化硼。實例4 經濟部中央標準局—工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項H窝本頁) 礓化鈦粉末槳液於甲酵製備成20wt%固體含量。所用硼化钛粉末具有平均粒徑約4撤米。兩片氣化鋁基材之各一钿上嗔塗硼化钛漿液。然後，硼化鈦被膜乾燥至厚度10 -25撤米。然後，兩Η氦化鋁被覆基材夾層，故硼化鈦層彼此直接接觸。然後，氣化鋁-硼化鈦-気化鋁夾層於砸化钛被膜與錨接觭並加熱至1160¾。於1160¾，熔融鋁浸潤多孔砸化鈦層，形成介於鋁-硼化钛與氣化鋁間之強力介面黏合。實例5 氣化鋁粉末漿液和棚化鈦粉末漿液於甲醇製備成25wt炻本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X2?7公釐） -25 - 408092 A7 B7 j、發明説明（22 ) 經濟部中央標率局員工消費合作社印製固體含量。気化鋁基材噴塗漿液，故氦化鋁基衬有一層氣化鋁粉末，和兩層硼化鈦粉末於該層氣化鋁粉末上。氮化鋁粉末之粒徑3-4微米，硼化鈦粉末之粒徑4-6撤米。被覆妥的基材經乾燥。乾気化鋁層厚約10撤米》乾硼化鈦層總厚度約125撤米。硼化鈦層接觸鋁，結構物真空加熱至並維持於1160TC歷18分鐘。於1160¾，熔融鋁浸潤硼化钛層，而於氣化鋁被覆氣化鋁基材頂上形成薄的靥平帶，帶厚度140-180撤米。鋁金靥不會滲透気化鉬粉末層。結果* 鋁不會黏合笕化鋁基材。帶之硼化钛含置約20v%。硼化钛-鋁帶易由気化鋁基材剝離。實例6 务化鋁粉末漿液係於甲醇裂備，而碩化驪粉末漿液係於藉黏加氩氧化銨控制於PH7的水裂備。氣化鋁粉末之平均粒徑約1徹米，硪化珊粉末之平均粒徑約3微米。氣化鋁基材首先噴塗氮化鋁粉末漿液，隨後，噴塗碳化硼粉末漿液。然後，被覆妥的兔化鋁基材經乾燥。乾被膜之總乾厚度約180撤米。硪化硼粉末層與鋁接觸，然後，結構物真空加熱至並雒持於11601C歴30分鐘。冷郤後，碩化硼基材/鋁帶與気化鋁基材因帶與基材間之熱膨脹差異而分開。帶之厚度160-200撤米，帶之陶瓷含童15-20wt%。實例7至7C中，介於陶瓷體間之抗拉強度係經由使用 Instron型號1125{十字頭速度0.002吋/分和負載10000谤 >藉抗拉試驗測暈。結果係由位移相對於負載曲線（抗拉試驗中獲得）測定。 (請先閎讀背面之注意事項果4.寫本頁) 裝. 訂τ

' ---. » · IV -T, jl -t , · τι I 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 26 A7 B7 408092 五、發明説明（23 實例7 兩値級密碩化碾-鋁本體表面最初噴塗碳化硼粉末層作為反應性粉末，隨後，噴塗硼化钛粉末作為非反應性粉末。碳化硼粉末和砸化鈦粉末皆里於甲醇之分散液噴塗。碳化硼粉末之平均粒徑約3撤米。然後，乾燥被覆曆。乾碳化硼粉末層約厚10撤米，密度約20%理論值（亦邸，孔隙度約80% )。硼化钛粉末之平均粒徑約6撤米。乾硼化钛粉末層厚約20撤米，密度約25%理論值（亦即，孔隙度約75%)。粉末層密度（或孔隙度）如下逑係於金屬浸潤後估計。然後，鋁箔夾於兩個陶瓷體被覆面間。然後，夾層陶瓷體暴露於1160¾歷15分鐘而使鋁浸潤並黏合兩痼陶瓷體。所得黏合強度測得約1830psi，此時黏合區段的脆性層硼-碩-鋁出現裂痕。裂痕未蔓延經硕化硼-硕化硼-鋁介面，反應硼化钛-鋁-鋁介面。裂痕係Μ展性方式Μ延，如由抗拉試驗所得位移柑對於負載驗證。經濟部中央標準局員工消費合作社印製陶瓷體上粉末層的密度（或對應孔隙度）係經由觀察金羼黏合陶瓷體剖面決定並決定粉末和金屬表面積。粉末層密度（％)係由金屬表面稹除Μ金羼-粉末複合物總面積乘 Μ 100求出。它方面，粉末層孔隙度 <炻>係由粉末表面積除Μ金颶-粉末複合物總面積乘Μ 100求出。 fcb較例7Α

鋁箔夾層於兩锢碳化硼-鋁緻密體間，夾層結構物暴露於1160TC 15分鏟。所得黏合強度測得為350-375psi。比較例7B 27 午紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2.10X297公釐）經濟部中央標準局員工消賢合作社印製 408092 A7 _____B7_ 五、發明説明（24 ) 兩値硪化硼-鋁緻密體一起置於平坦面上*鋁箔接觸接合面周邊。然後，结構物暴露於1160¾溫度15分鐘。未見鋁滲入兩體間介面。結果，兩體間未見黏合。

比較例7C 兩锢碩化硼-鋁緻密體之各一面上噴塗一層硼化鈦層作為非反應性粉末，平均粒徑約6撤米。硼化鈦層厚約20 撤米，密度20-25%理論值（亦即，75-80%孔隙度 >。兩個緻密體之被覆面放置吡連，鋁接觸毗連面周邊。然後，結構物暴露於1160¾溫度15分鐘，鋁因毛細作用流入被膜，緻密體黏合。所得介面強度測得約1800psi，此時黏合區段開始有裂痕。裂痕自動蔓延經陶瓷-金展陶瓷（硼化鈦-磺化硼-鋁）介面。如由抗拉試驗所得位移枏對於負載驗證，裂痕Μ典型脆性方式赛延。元件檫號對照 10… .流動性材料 12… .粉末粒子層 14.,· .基材 20... .金属 22… .可濕潤粉末被膜 24… .非可濕潤粉末被膜 26·.. .陶瓷狸件本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（210X297公釐） (請先閲請背面之注意事項再r^'客本頁)

Claims

408092 ABCD 六、申請專利範圍

經濟部中央橾準局員工消費合作杜印製第85107845號專利再審查案申請專利範圍修正本修正曰期：87年3月 L 一種被覆非濕潤性流動性材料至基材表面之方法，該基材無法被非濕潤性流動性材料濕潤，該方法包括： (a) 沈積一層粉末粒子於基材表面上，其中該粉末粒子可被非濕潤性流動性材料濕潤； (b) 非濕潤性流動性材料接觸該層粉末粒子層；及 (C)使非濕潤性流動性材料介於該層之粉末粒子間流動參入而接觸基材表面，因此，以非可濕潤流動性材料被覆基材表面；其中該粉末粒子係由選自包括金屬、陶瓷及其混合之物質形成，且該非濕潤性流動性材料係選自包括有機流體、無機流體、聚合物料、玻璃和金屬。 2.如申請專利範圍第1項之方法，其中該非濕潤性流動性 .材料為可熔材料，及該方法又包括可熔材料與粉末粒子層接觸之同時加熱可熔材料，加熱係進行至升高溫度並紅歷丨又使可'溶材料流動滲入於粉末粒子間之時間。 3_如申料利範㈣旧之方法，其中該基材係由選自金屬，玻璃，陶瓷和陶瓷、金屬複合物之物質製成。 4·如申請專利範圍第！項之方法，其中該粉末粒子層厚度為1至500微米。 5.如申請專利範圍第1項之方法，其中該粉末粒子具有平 (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) . n、1r

408092 ABCD 六、申請專利範圍

經濟部中央橾準局員工消費合作杜印製第85107845號專利再審查案申請專利範圍修正本修正曰期：87年3月 L 一種被覆非濕潤性流動性材料至基材表面之方法，該基材無法被非濕潤性流動性材料濕潤，該方法包括： (a) 沈積一層粉末粒子於基材表面上，其中該粉末粒子可被非濕潤性流動性材料濕潤； (b) 非濕潤性流動性材料接觸該層粉末粒子層；及 (C)使非濕潤性流動性材料介於該層之粉末粒子間流動參入而接觸基材表面，因此，以非可濕潤流動性材料被覆基材表面；其中該粉末粒子係由選自包括金屬、陶瓷及其混合之物質形成，且該非濕潤性流動性材料係選自包括有機流體、無機流體、聚合物料、玻璃和金屬。 2.如申請專利範圍第1項之方法，其中該非濕潤性流動性 .材料為可熔材料，及該方法又包括可熔材料與粉末粒子層接觸之同時加熱可熔材料，加熱係進行至升高溫度並紅歷丨又使可'溶材料流動滲入於粉末粒子間之時間。 3_如申料利範㈣旧之方法，其中該基材係由選自金屬，玻璃，陶瓷和陶瓷、金屬複合物之物質製成。 4·如申請專利範圍第！項之方法，其中該粉末粒子層厚度為1至500微米。 5.如申請專利範圍第1項之方法，其中該粉末粒子具有平 (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) . n、1r

408092 as B8 C8 -------------- D8 '申請專:~~ ~' -- 岣粒徑0.1至50微米。 6,如申請專利範圍第1項之方法，其中該粉末粒子層具有孔隙度50-90%。如申請專利範圍第1項之方法，其中該非襲性流動性材料當流體化時，其與形成粉末粒子之物質缴密體間之接觸角小於45度》如申請專利範ϋ第1項之方法，其巾該非濕潤性流動性材料接觸基材之由非濕潤性流動性材料被覆表面的至少 50%。 9- 一種被覆非濕潤性金屬至陶瓷基材表面之方法，該陶竞基材無法被非濕潤性金屬濕潤，該方法包括： (a) 沈積一層粉末粒子於陶瓷基材表面上，直至厚度為1至500微米和孔隙度50_90%，該粉末粒子可由非濕潤性金屬濕潤’具有平均粒徑匕丨至⑽微米，且係由選自金屬陶瓷及其混合物之物質製成； (b) 非濕潤性金屬接觸該層粉末粒子層；及 (c) .非濃满性金屬與粉末粒子層接觸之同時加熱非濕潤性金屬，加熱係進行至升高溫度並經歷一段使非濕潤性金屬油芯潤滑於粉末粒子間之時間；及接觸陶曼基材表面，因此使非濕潤性金屬被覆陶竞基材表面，且非滿潤性金屬接觸基材表面之由粉末粒子層覆蓋部分之至少50% ; 其中該粉末粒子係由選自包括金屬、陶瓷及其混合之物質形成，且該非濕潤性流動性材料係選自包括本紙張尺度適用中國國家標车（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) ·—訂J 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 30 A8 68 C8 D8 鉻、銅、錳、鈷、鐵、鉬、鎳或其合金之金屬β 10.—種層狀結構物，其包含一種非濕潤性流動性材料於固體基材上，該結構物包括： (a) —種固體基材； (b) —種非濕潤性流動性材料被膜黏著至固體基材表面上，該固體基材無法被非濕潤性流動性材料濕潤；及 (c) 粉末粒子分散於非濕濶性流動性材料被膜，粉末粒子可由非濕潤性流動性枋料濕潤。 11·如申請專利範圍第10項之結構物，其中.該非濕潤性.流動性材料為可熔材料。 2.如申凊專利範圍第1 〇項之結構物，其中該固體基材係由選自金屬.，玻璃，陶瓷和陶瓷_金屬複合物之物質製成0 13·如申請專利範圍第10項之結構物，其中該粉末粒子係由選自金屬，陶瓷，及其混合物之物質製成。 14·如申請專利範圍第10項之結構物，其中該分散的粉末粒子係呈一層具有厚度1至500微求。 15.如申請專利範圍第H)項之結構物，其中該粉末粒子具有平均粒徑0.1至50微米。 16·如申請專利範圍第H)項之結構物，其中該非_性流動性材料係選自有機流體，無機流體，聚合物料，玻璃，和金屬。 17·如申請專利翻㈣項之結構物，其中該非_性流本紙張尺度適用獻別公董- -上 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、?τ 經濟部中央標準局負工消費合作社印褽

31 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 408092 Λ8 * B8 ^ C8 ______D8 _ 六、申請專利範圍動性材料當流體化時’其與形成粉末粒子之物質緻密 _ 體間之接觸角小於45度。 18.如申請專利範圍第1〇項之結構物，其中該非濕潤性流動性材料層大體連續接觸非濕潤性流動性材料被覆其上的固體基材表面。 19 _種層狀結構物，其包—種非濕潤性金屬於陶竞基材上，該結構物包括： (a) —種.陶竟基材； (b) —種非濕潤性金屬被膜大體連續黏著至陶竞基材表面上’該陶瓷基材無法被非濕潤性金屬材料濕潤；及 " (c)粉末粒子分散於非濕潤性金屬被膜，粉末粒子具有平均粒徑0·1至50微米’可由非濕潤性流動性材料濕满，係由選自包括銘、鋼、猛、姑、鐵、翻、錄及其合金之金屬製成，係呈厚度1至500微米之層。 20.—種製造陶瓷-金屬帶之方法，該方法包括： (a) 沈積一層非可濕潤陶瓷耠末於固體型件上； (b) 沈積一層可濕潤粉末於該層非可濕潤陶究粉末上； , (c)金屬接觸該層可濕潤粉末； (d) 加熱金屬至金屬熔化且油芯濁滑且浸潤通過該層可濕潤粉末且環繞接觸該層非可湯潤陶究粉末之個別粒子而形成金屬浸濶的結構物；及、 (e) 冷卻金屬浸潤的結構物而固化金屬，而形成本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 32 (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁)

408092 、 ----申請專利範園 A8 B8 -C8 D8 、n.金屬帶於固體型件上’其中該非可濕潤陶究 :末不會被溶融金屬μ ’而可濕潤粉末可被溶融金屬濕潤，其中該陶宪粉末係由選自包括WC、TiC、MoSi2 B4C、TiBASiB4之陶竞粉末製成且金屬係選自包括鉻、鋼、錳、鈷、鐵、鉬、鎳或其合金。如申s月專利範圍第2G項之方法，其中該非可濕淵陶竞卷末於接受加熱步驟時不會黏合至固體型件。过如申請專利範圍第2〇項之方*，其又包括下述步驟： (g)由固體型件移開陶瓷_金屬帶。 23_—種製造陶瓷-金屬結構物之方法，該方法包括： 0)沈積一層非可濕潤陶瓷粉末於固體型件上； (b) 沈積一層可濕潤粉末於該層非可濕潤陶瓷粉末上； (c) 金屬接觸該層可濕潤粉末； (d) 加熱金屬至金屬·熔化且油芯潤滑且浸潤通過該層可濕潤粉末且環繞接觸該層非可濕潤陶究粉末之個別粒子而形成金屬浸潤的結構物；經濟部中央標率局員工消費合作社印製 (e) 冷卻金屬浸潤的结構物而固化金屬，而形成一條陶瓷-金屬帶於固體型件上，其中.該非可濕潤陶竞粉末不會被熔融金屬濕潤，而可濕潤粉末可被溶融金屬濕潤； (g)層疊該陶瓷-金屬帶與至少另一條陶究_金屬帶 :及 33 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X2?7公釐> 鲤濟部中央標準局員工消費合作社印製 408092 A8 t B8 —_________ s 六、申請專利範圍 (h)加熱層合陶瓷_金屬帶至可使層合陶瓷_金屬帶黏合並形成陶瓷-金屬結構物之溫度；其十該陶瓷粉末係由選自包括WC、Tic、MoSi2 、TIB)或S1B4之陶瓷粉末製成，且金屬係選自包括鉻、銅、錳、鈷、鐵、鉬、鎳或其合金。 24. —種黏合陶瓷體之方法，該方法包括： (a) 以非反應性粉末粒子和反應性粉末粒子被覆第一陶瓷體表面； (b) b比連第二陶瓷體表面牴住第一陶瓷體之被覆 (c) 使第一陶瓷體與第二陶瓷體間之被膜接觸金屬，非反應性粉末粒子為不會與金屬反應，而反應性粉末粒子可與金屬反應； (d) 加熱金屬至某個溫度經歷夠長時間而使金屬通過粉末粒子被膜、環繞個別粉末粒子浸潤，並接觸兩固陶瓷體；及 . /. (e)冷卻經浸潤的金屬直至金屬固化，因而將兩個陶瓷體黏合。 25.如申請專利範圍第24項之方法，其中該非反應性粉末 * 粒子與反應性粉末粒子被膜為非反應性粉末粒子與反應性粉末粒子之混合物， 1 其中該第一與第二陶瓷體係由選自包括A1N、Si(：、Α1〗〇3 ' Si#4及B/之物質形成，且該金屬係選自包括鉻、銅、猛、銘、鐵、鉬、鎮或其合金。本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（2〗0X297公釐） 34 (請先閑讀背面之注項再填寫本頁} 裂^-------r ^ ----Lv -ta- Λ8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 408092 六、申請專利範圍 .26.如申請專利範圍第24項之方法，其中該非反應性粉末粒子與反應性粉末粒子被膜包含一層反應性粉末粒子毗鄰第一陶瓷體表面，和一層非反應性粉末粒子被覆於該層反應性粉末粒子表面，該方法又包括以一層反應性粉末粒子被覆第二陶瓷體表面，該第二陶瓷體表面接觸第一陶瓷體之被覆面之步驟包含第二陶瓷體之被覆面接觸第一陶瓷體之被覆面〇 27_如申請專利範圍第24項之方法’其中該非反應性和非反應性粉末粒子之粒子大小為0.1至1〇微米β ' 28.如申請專利範圍第24項之方法，.其中該反應性和非反應性粉末粒子為陶瓷。 29.如申請專利範圍第24項之方法’其中該非反應性粉末粒子與反應性粉末粒子被膜包含一層反應性粉末粒子她鄰第一陶瓷體表面’和一層非反應性粉末粒子被覆於該層反應性粉末粒子表面，該層反應性粉末粒子厚 0.5至100微米，及該層非反應性粉末粒子厚〇.5至25微米。 , 30.如申請專利範圍第24項之方法，其中該非反應性粉末粒子與反應性粉末粒子被膜包含一潛反應性粉末粒子毗鄰第一陶瓷體表面’和一層非反應性粉末粒子被覆於該層反應性粉末粒子表面，該層反應性粉末粒子之孔隙度為50-90%，而該層非反應性粉末粒子之孔隙度本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

ABCD 408092 六、申請專利範圍為 60-90%。 .. . 31. 如申請專利範圍第24項之方法，其中該金屬之接觸係 .經由放置金屬介於兩個陶瓷體間進行。 32. 如申請專利範圍第24項之方法，其中該金屬之接觸係經由被膜外部接觸金屬進行。 --τ------、裝：？-- (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部中央標準局員工消費合作社印製 36 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）