1300370 - 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種合金粉末製造方法，曰 ^ 種利用電弧放電原理的合金粉末製造方法。、別是指 【先前技術】 b金粉末依據其尺寸、形狀、晶體結構、
，能呈現各異的特性，在許多技術領域中已有：：成…隻 應用，例如··電池電極材料、電子封裝材料··等。田重要白 合金粉末的製備方法與相關研究已經㈣多元^基於此， 較傳統且廣泛使狀機械球磨法、目化燒、紙列舉杜 法、濺鍍法、喷霧法等幾種，分別說明如下V、化學還肩 一、機械合金法（MechanicalAlloying，又稱球磨法） ㈣=料粉體和磨球—起放人㈣桶内，利用高能《 Μ 、*力的方式，將較粗大的粉體施以塑性變形，經由不 斷地焊合、破碎、再焊合等過程，而達到合金化盘：子微 細化之目的，以製得合金粉末。此法優點在於操作簡單且 成本低，但缺點為顆粒分佈不均勻、易受污染，且人 質化不佳。 口 —、燒結法（Sintering) 利用物理性的加熱融合，使異種金屬顆粒相互黏結， 二=成合金粉末。此法優點是製程簡單且方便，但缺點是 口金均質化差、費時、粒徑無法有效控制且成本高（如耗能 源、設備昂貴）。 二、化學還原法（Chemical Reduction) 5 1300370 將金屬化合物還原以產生合金粉末，再以界面活性劑 對合至叙末進行表面處理，以防其相互凝聚成團；否則， 反應後會產出多孔且疏鬆的團塊，必須再經研磨，以得合 至鈿末。此法優點是在於粒度分布較集中且合金均質化佳 而其缺點疋成本高、產率差，且團聚嚴重而必需再採取 後續處理（如解聚、研磨）。 四、 濺鍍法（Sputtering) 利用輝光放電所產生離子束、電弧或電漿衝擊金屬靶 材表面’使金屬原子賤飛出，並在真空中氣相成核-成長為 $金粉末。此法之優點有避免污染、粒度分布窄與合金均 質化佳，其缺點則為設備成本高、產率極低。 五、 噴霧法（Spray) ^屬/合液透過喷霧技術以分散成氣相中可懸浮的霧 =再將予進行乾燥後，便能製得合金粉末。此法之優點 是操作方便、伞v 士 \ u ^ 、粉末成形^ 性佳’而缺點為設備與操作成本高 不取It生差，且粒度不易控制。 作簡i述=常用合金粉末之製備技術，通常無法兼具操 制、形狀均勻低等產率高、合金均質化佳、粒度分布易控 的製備（例如·.·固特性’且並非能廣用於所有合金粉末 適用範傳上相對極低或無固溶限的合金系統），於 擇。”到侷限，故必須視目的、需求以有所選 【發明内容】 因此’本發明之目的’即在提供一種製程簡易、成本 1300370 低、高產率、合金品質佳、粒度分布可控制，且適用於低 固溶限或無固溶限之合金系統的合金粉末製造方法。 於是，本發明合金粉末製造方法，是包含：（A)將互為 異種純金屬之二電極間隔地浸置於一酒精系溶液中Μ”充 電於該二電極間產生電弧放電’使放電周圍之酒精系溶液 氣化膨脹’並衝擊該二電極表面局部所形成熔融處，從而 自該二電極表面⑽出金屬粒子，並相互融合以生成合金 粉體；(C)斷電以停止該二電極間之電弧 吏二 散佈於該酒精系溶液中，以急冷、固化生成合金粉= 及（D)重複步驟（B卜(c)。 本發明之功效在於，利用電弧所產生高溫，促使分別 自忒一電極熔蝕出之金屬微粒能迅速地相互融合成長，再 於酒精系溶液中急冷、固化而生成合金粉末，不僅無氧化 見象且經篩分後便能直接應用。整體能達到操作簡易、 低成本、產率⑥、合金品質佳，且粒度分布易控制等效。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之三個較佳實施例的詳細說明中，將可 清楚的呈現。 ' —如圖1所示，本發明合金粉末製造方法之一第一較佳 實施例，是用於固溶限極低的錫-鎳合金系統中（也就是說 ’錫金屬與錄金屬即使皆為熔融狀態，也不易相互融合在 一起），以製備錫-鎳（Sn-Ni)合金粉末。 〇 百先，於（Α)步驟中，是將一純錫金屬電極i與一純鎳 1300370 自動：:浸置於一酒精系溶液3中，並以-飼服機4來 太：亥—電極卜2間的放電間隙是維持在約！加 二貫施例中，該酒精系溶液3是純酒精溶液，當然也可 以疋，酉精含量較高的混合溶液者。 接著，於（B)步驟中，以一電泝 原供應裔5施以15安培的 :::壤該二電極卜2間產生放電而生成高溫電弧。此 守μ—電極1、2表面局部因高熱而熔融、蒸發，且放 周圍之酒精系溶液3因高熱而瞬間氣化膨脹，所產生巨大 塵=直接衝擊該二電極卜2表面之炫融局部，有如施予 刀削作用。從而，該二電極卜2表面之溶融局部受到高麼 衝擊後，便分別溶餘出錫金屬粒子與鎳金屬粒子，同時因 瞬間南溫而促使錫、鎳金屬粒子急遽融合成長， 鎳合金粉體。 烕錫一 ( /然後，於（C)步驟中，該電源供應s 5停止料高壓， 使U 1、2間之放電停止而再回復到絕緣狀態二 電極1、2間則會再迅速充滿酒精系溶液3，所生成錫 金粉體便均勻分散在該酒精系溶液3中，藉由__ 液3所提供低溫、抗氧化之環境，使所生絲_鎳合金奸 得以急冷、固化，而形成無氧化現象、結構穩定 ： 質化佳的球狀Sn-Ni合令扒士 s lL , ° 巧 里叔末。至此，便完成一放電週 於疋，於（D)步驟中，是不斷的重複上述⑻步 以進行放電脈波為1〇〜_次/微秒、休止脈波為1〇〜1〇〇\’ 微秒的脈衝性放電，得而製備出大量的sn_m合全於末—人/ 間’週期性地將該酒精系溶液3抽出、過濾，以 1300370 成Sn-Ni合金粉末，隨後再將過濾後之酒 ^ 一月系〆谷液3送回李 統中以循環再利用。 、W糸 進一步地，將所製得Sn—Ni合金粉末 S 1丁師選分級血人 金元素組成分析’其結果如表I所示。θ ' 疋D ’同《 —教柄戸 間之Sn-Ni合金粉末，其合金元素組成是近乎相告的.卫叩 是，Sn-Ni合金粉末所含Ni含量，有隨目^的’特別 趨勢；而且，不論粒徑大小，所有Sn_Ni合金粉 ^勺 極佳的合金均質化特性，合金品質 =皆具有 W 1 7，丹者，所制值 Sn-Ni合金粉末具有^全無氧化現象、粒徑分布較'、' 形狀均一且結構穩定等特性，故 一、 屈处古垃* W間勿師璲分級程序後 ，便月，直接應用，而完全不需其他後續處理。因此 每 施例確實能適用於固溶限極低之錫、鎳合金:二 達到製程簡易、成本低、古姦童 並月匕 ui π產率、合金品質極佳、粉太形 狀均勻，且粒度分布易控制等功效。 乂 【表1】
而本發明合金粉末製造方法之一第二較佳實施例，與 )八入t佳貫施例不同處在於，是用以製備錫-錮（Sn-Mo 間谁末故疋於純錫金屬電極1與一純鉬金屬電極2 間進行脈衝式電弧放電，所f得s M人士 析結 侍Sn-Mo合金粉末之組成分 、！如表2所示。同樣地，本實施例同樣可以達到製 1300370 ::::效成本低、高產率、合金品質佳’且粒度分布可控 ----- _ 【表2】 成分 ----- 7〇〜100 # m 25〜70 # m 2〜25 # m ------ ^2// 98 92 88 86 、‘ UL 9 34 —— Mo(wt% ) 〜—------ y 2 Q 12 14 〜----- Ο 66 • •彳二=製：合金粉末的電弧放電法之-第三較佳實施 不？在於，是用以製備錫，( 達則如表3所示。同樣地’本實施例同樣可以 —~---- 【表3】 > 100 β m 70〜100 // m 25〜70 // m 2〜25 // m Sn(wt% ) 45 46 42 34 、么β m ~ 〇 〇 Cu(wt% ) 45 54 58 66 ^ JL ~ 68 "一 *—— 歸納上述，本發明之合金粉末製造方法，利用電弧所 產生高溫，促使自該二電極卜2熔蝕出之金屬微粒能迅速 地相互融合成長，再於酒精系溶液3中急冷、固化，而大 里生成無氧化現象、粒徑分布均勻、形狀均一且結構稃定 之合金粉末，並於經簡易篩分後便能直接應用。:體 10 1300370 於固溶限極低或無固溶限八 易、低成本、產率高、合金I"系統中’並能達到操作簡 優點，故確實可達到本發明之^佳，且粒度分布易控制等 惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，,不 ，以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明中請^ 乾圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。
【圖式簡單說明】 圖1是一設備配置示意圖，說明本發明合金粉末製造 方法之一第一較佳實施例。
11 1300370 【主要元件符號說明】 1、2 電極 3 酒精系溶液 4 伺服機 5 電源供應器
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