TWI696589B - 用於玻璃塑形的石墨模具及其製造方法 - Google Patents

用於玻璃塑形的石墨模具及其製造方法 Download PDF

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鄭皓文
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陳興華
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財團法人工業技術研究院
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  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

本揭露內容的實施例提供一種用於玻璃塑形的石墨模具及其製造方法。用於玻璃塑形的石墨模具包含石墨模具本體以及結晶性碳化矽保護膜,結晶性碳化矽保護膜覆蓋石墨模具本體的表面。結晶性碳化矽保護膜的表面粗糙度(Ra)為大於0.5微米。

Description

用於玻璃塑形的石墨模具及其製造方法
本揭露內容是有關於一種用於玻璃塑形的石墨模具及其製造方法,特別是有關於一種用於3D玻璃塑形的石墨模具及其製造方法。
隨著手機的新技術例如是5G的商用化和無線充電的推動,採用金屬作為手機殼材料時,金屬屏蔽的特性會對手機的天線產生干擾,亦會影響手機的無線充電效率。因此,手機品牌業者開始尋找新一代的機殼材料,除了解決屏蔽問題外,也希望再次帶動智慧型手機市場成長。目前的技術中,玻璃和陶瓷材料是手機的機殼材料的熱門選擇,其中玻璃具有成本和產能的優勢,很可能成為下一代智慧型手機機殼的主流材料。
除此之外,手機面板中的有機發光二極體(OLED)的普及以及3D玻璃的使用,更加使得3D玻璃和柔性有機發光二極體(OLED)此等材料為手機的外型設計帶來另類可能,同時滿足了消費者對更大螢幕的需求。並且,3D玻璃具備的優點是輕薄、透明潔淨、抗指紋、防眩光、堅硬、耐刮傷、耐候性佳等,可塑型做出多種形狀外觀,為產品帶來特殊的設計新穎性與質感,增加的弧形邊緣觸控功能也帶來出色的觸控手感。
目前製作3D玻璃的方式是使用模具將平板的2D玻璃塑形成具有預定立體外型的3D玻璃。因此,目前業者均致力於3D玻璃的塑形技術的研究與開發。
本揭露內容是有關於一種用於玻璃塑形的石墨模具及其製造方法。實施例中,石墨模具本體的硬度較低而易於加工成預定的外型與結構,而結晶性碳化矽保護膜具有高硬度,因此以高硬度的結晶性碳化矽保護膜覆蓋石墨模具本體的表面,使得所製成的石墨模具可同時具有硬度高及加工容易的優點。
根據本揭露內容之一實施例,提出一種用於玻璃塑形的石墨模具。用於玻璃塑形的石墨模具包含石墨模具本體以及結晶性碳化矽保護膜,結晶性碳化矽保護膜覆蓋石墨模具本體的表面。結晶性碳化矽保護膜的表面粗糙度(Ra)為大於0.5微米。
根據本揭露內容之另一實施例,提出一種用於玻璃塑形的石墨模具的製造方法。用於玻璃塑形的石墨模具的製造方法包含以下步驟:提供石墨模具本體;以及藉由進行化學氣相沉積製程形成結晶性碳化矽保護膜以覆蓋石墨模具本體的表面。
本揭露內容之實施例中,石墨模具本體的硬度較低而易於加工成預定的外型與結構,而結晶性碳化矽保護膜具有高硬度,因此以高硬度的結晶性碳化矽保護膜覆蓋石墨模具本體的表面,使得所製成的石墨模具可同時具有硬度高及加工容易的優點。以下詳細敘述本揭露內容之實施例。實施例所提出的細部結構、組成及製程步驟為舉例說明之用,並非對本揭露內容欲保護之範圍做限縮。具有通常知識者當可依據實際實施態樣的需要對該些結構、組成及製程步驟加以修飾或變化。
根據本揭露內容之實施例,以下提出一種用於玻璃塑形的石墨模具及其製造方法。根據本揭露內容之實施例,用於玻璃塑形的石墨模具可應用於製作3D玻璃製品,例如是手機的玻璃背板。
第1圖根據本揭露內容之實施例的用於玻璃塑形的石墨模具10的剖面示意圖,第2圖是根據本揭露內容之實施例的用於玻璃塑形的石墨模具10的立體分解示意圖。
如第1圖~第2圖所示,用於玻璃塑形的石墨模具10包含石墨模具本體100以及結晶性碳化矽保護膜200,結晶性碳化矽保護膜200覆蓋石墨模具100本體的表面。
一般而言,玻璃製品的原料例如是玻璃平板,已知的作法是將玻璃平板設置於模具內,接著加熱模具及設置於其中的玻璃平板,以使玻璃平板軟化,接著進行合模動作,而可以塑造玻璃平板的外形以製作出具有立體外型的玻璃製品。
在選用模具的材料時,石墨材料具有高導熱性、導電性、加工性良好及低成本的優點,但石墨材料具有低硬度、且對空氣具有較高的反應性,例如在高溫(例如是大於400°C)時容易與空氣中的氧氣發生反應而分解崩壞,因此以石墨做成的模具的使用壽命較短,且石墨模具分解崩壞時因其表面材料剝離而形成表面上的坑洞、以及產生雜質與碎屑沾附至塑形的玻璃製品上,會對玻璃製品的品質造成不良的影響,而為了處理玻璃製品上沾附的雜質與碎屑,又需要對玻璃製品進行後續的拋光清理程序。另一方面,結晶性碳化矽的塊材的硬度太高,因而加工不易,因此以結晶性碳化矽作為模具雖可具有較長的使用壽命,但又會有硬度過高導致加工困難的問題。
根據本揭露內容之實施例,由於石墨模具本體100的硬度較低而易於加工成預定的外型與結構,而結晶性碳化矽保護膜200具有相對高的硬度(例如是高於石墨的硬度、以及高於非晶相碳化矽膜的硬度),因此以高硬度的結晶性碳化矽保護膜200覆蓋石墨模具本體100的表面,使得本揭露內容之實施例的石墨模具10具有硬度高且加工容易的優點。
再者,根據本揭露內容之實施例,高硬度的結晶性碳化矽保護膜200覆蓋石墨模具本體100的整個外表面,使得石墨模具本體100與外界的空氣彼此隔離,可以降低石墨模具本體100的石墨材料與空氣中的氧氣反應的機率,大幅降低石墨模具本體100與氧氣反應而分解崩壞的可能性,而結晶性碳化矽保護膜200本身具有良好的耐高溫與抗氧化特性,因而作為石墨模具本體100的表面保護膜,可以提高石墨模具10的使用壽命,不易形成不平整的模具表面或產生沾附至玻璃製品上的雜質或碎屑,因此不會對玻璃製品的品質造成不良影響;因此,本揭露內容之實施例的石墨模具10具有耐高溫、抗氧化、使用壽命大幅提高、提高玻璃製品的生產效益、且所製作的玻璃製品具有良好品質的優點。
一些實施例中,結晶性碳化矽保護膜200可包含β相碳化矽,也就是立方晶碳化矽(3C-SiC)。一些實施例中,結晶性碳化矽保護膜200例如是β相碳化矽保護膜,也就是立方晶碳化矽保護膜。一些實施例中,結晶性碳化矽保護膜200例如是具有純β相且不具有任何其他的晶相的碳化矽保護膜。
一些實施例中,結晶性碳化矽保護膜200中的碳化矽例如可以SiC x表示,且x<1.15,一些實施例中,x例如是1.00~1.13;一些實施例中,x例如是0.98~1.14。
一些實施例中,結晶性碳化矽保護膜200的硬度例如大於15GPa。
一些實施例中,結晶性碳化矽保護膜200的密度(ρ)例如是大於3 g/cm 3。一些實施例中,結晶性碳化矽保護膜200的熱傳導係數(K)例如是大於200 W/m×K。一些實施例中,結晶性碳化矽保護膜200的熱傳導係數(K)例如是大於300 W/m×K。
結晶性碳化矽保護膜200具有高緻密性(密度(ρ)例如大於3 g/cm 3)及高導熱性(熱傳導係數(K)例如是大於200 W/m×K),搭配石墨模具本體100本身即具有高導熱性,因此本揭露內容之實施例的石墨模具10整體同時具有高緻密性以及優異的導熱特性。
一些實施例中,結晶性碳化矽保護膜200與石墨模具本體100的附著力例如是大於10牛頓(Nt)。
一些實施例中,結晶性碳化矽保護膜200的表面的粗糙度(Ra)例如是小於1微米。一些實施例中,結晶性碳化矽保護膜200的表面的粗糙度(Ra)例如是大於0.1微米。一些實施例中,結晶性碳化矽保護膜200的表面的粗糙度(Ra)例如是大於0.5微米。一些實施例中,結晶性碳化矽保護膜200例如是其表面具有大於0.5微米的粗糙度(Ra)的β相碳化矽保護膜。
一般而言,對本領域的技術人員來說,當物體表面的粗糙度(Ra)越大時,該物體表面的離型效果則通常越差,舉例而言,為了與玻璃製品的表面的低粗糙度(Ra)匹配,一般用於玻璃塑形的石墨模具的表面的粗糙度(Ra)通常是約0.05微米。相對而言,根據本揭露內容之一些實施例,結晶性碳化矽保護膜200的表面具有結晶性碳化矽(例如是β相碳化矽)的緻密結構的特性,因此即使具有大於0.5微米的粗糙度(Ra),仍能達到良好的玻璃製品離型效果,因此不需要為了降低模具表面的粗糙度(Ra)而在製作模具的製程中增加進一步的模具表面拋光步驟,不僅可簡化模具的製程,並且可以提升玻璃塑形的良率。
一些實施例中,如第1圖~第2圖所示,石墨模具本體100具有塑形表面100a,結晶性碳化矽保護膜200例如是共形地覆蓋塑形表面100a,使得覆蓋塑形表面100a的部分結晶性碳化矽保護膜200具有共形於塑形表面100a的表面200a。本揭露內容之實施例中,進行玻璃製品的塑形時,結晶性碳化矽保護膜200的表面200a的形狀(也就是石墨模具本體100的塑形表面100a的形狀)決定了塑形完成的玻璃製品的外型與結構。
一些實施例中,如第1圖~第2圖所示,石墨模具本體100可包含上模具110與下模具120,上模具110可具有上塑形表面110a,下模具120可具有下塑形表面120a,上塑形表面110a和下塑形表面120a構成石墨模具本體100的塑形表面100a。
一些實施例中,如第1圖~第2圖所示,結晶性碳化矽保護膜200可包含上層保護膜210和下層保護膜220,上層保護膜210例如是共形地覆蓋上塑形表面110a,使得覆蓋上塑形表面110a的部分上層保護膜210具有共形於上塑形表面110a的上表面210a,下層保護膜220例如是共形地覆蓋下塑形表面120a,使得覆蓋下塑形表面120a的部分下層保護膜220具有共形於下塑形表面120a的下表面220a。一些實施例中,如第1圖~第2圖所示,上層保護膜210例如是共形地覆蓋上模具110的整個外表面,下層保護膜220例如是共形地覆蓋下模具120的整個外表面。
一些實施例中,如第1圖~第2圖所示,石墨模具本體100的厚度T1例如是約1公分至約20公分,結晶性碳化矽保護膜200的厚度T2例如是約1微米至約200微米。一些實施例中,如第1圖~第2圖所示,結晶性碳化矽保護膜200的厚度T2例如是約50微米至約200微米。
一些實施例中,如第1圖~第2圖所示,石墨模具本體100的上模具110與下模具120沿同一條垂直線分別具有第一厚度T1a和第二厚度T1b,第一厚度T1a和第二厚度T1b的總和構成石墨模具本體100的厚度T1。一些實施例中,如第1圖~第2圖所示,上層保護膜210和下層保護膜220均具有厚度T2。
一些實施例中,如第2圖所示,可將玻璃平板20設置於上模具110與下模具120之間,接著加熱石墨模具10及設置於其中的玻璃平板20,以使玻璃平板20軟化,以及進行合模,而可以塑造玻璃平板20的外形,以製作出具有立體外型的玻璃製品。
第3圖是根據本揭露內容之實施例的用於玻璃塑形的石墨模具10的製程示意圖。本實施例中與前述實施例相同或相似的元件係沿用同樣或相似的元件標號,且相同或相似元件的相關說明請參考前述,在此不再贅述。
如第3圖所示,用於玻璃塑形的石墨模具10的製造方法包含提供石墨模具本體100,以及藉由進行化學氣相沉積製程形成結晶性碳化矽保護膜200以覆蓋石墨模具本體100的表面。
一些實施例中,如第3圖所示,例如可將加工完成而具有預定的外型與結構的石墨模具本體100提供至反應室300中,接著進行化學氣相沉積製程。一些實施例中,如第3圖所示,進行化學氣相沉積製程包含經由入口310將處理氣體提供至反應室300內的石墨模具本體100的表面。一些實施例中,如第3圖所示,反應之後的副產物氣體與未反應的處理氣體則經由反應室300的出口320排出。
一些實施例中,處理氣體可包含含矽前驅物、反應氣體、和載流氣體,載流氣體例如包含氬氣及/或氫氣。一些實施例中,處理氣體可包含含鹵素之矽烷(例如是四氯化矽)、烷類、和氬氣及/或氫氣。一實施例中,處理氣體可包含四氯化矽、甲烷和氫氣。
相較於採用不含鹵素的含矽前驅物的膜層成長機制,根據本揭露內容之一些實施例,鹵素元素(例如是氯)有助於斷開含矽前驅物中的矽-矽之間的鍵結,增加碳與矽的鍵結機率,並且降低團聚缺陷而提高膜層的緻密性與平坦性,因此經由採用含鹵素的含矽前驅物之膜層成長機制,可以得到品質良好且附著力強的碳化矽膜層。
更進一步,根據本揭露內容之一些實施例,處理氣體可包含氫氣,當含鹵素之矽烷(例如是四氯化矽)與烷類(例如是甲烷)進行反應而形成碳化矽,則氫氣不僅可作為載流氣體,氫氣加上烷類可為整個反應提供過量當量數的氫原子,使得含鹵素之矽烷(例如是四氯化矽)上的鹵素原子(例如是氯原子)與矽原子斷鍵之後,反應中的氫原子的當量數大於鹵素原子的當量數,因此在氫原子和鹵素原子兩者的與矽原子結合的競爭關係中,氫氣加上烷類所提供的過量當量數的氫原子可以有助於降低鹵素原子與矽原子再度鍵結的機率,進而有助於碳化矽的形成,具有使含鹵素之矽烷的裂解反應更完全、且使碳化矽產物的純度提升的效果。
一些實施例中,化學氣相沉積製程的製程溫度例如是約1000°C至約1400°C。一些實施例中,化學氣相沉積製程的製程溫度例如是約1100°C至約1400°C。舉例而言,如第3圖所示,例如對反應室300內的石墨模具本體100進行加熱步驟330,使處理氣體進行反應並將結晶碳化矽膜沉積在加熱的石墨模具本體100上。
一些實施例中,化學氣相沉積製程的製程壓力例如是約10帕斯卡(pa)至約100000帕斯卡。一些實施例中,化學氣相沉積製程的製程壓力例如是約100帕斯卡(pa)至約50000帕斯卡。舉例而言,例如可經由壓力控制單元及氣體閥(未繪示於圖式中)對反應室300內的氣體氛圍進行壓力的調控,而將製程壓力控制在預定的壓力範圍內。
一些實施例中,如第3圖所示,石墨模具本體100具有塑形表面100a(上塑形表面110a和下塑形表面120a),進行化學氣相沉積製程以將結晶性碳化矽保護膜200共形地覆蓋塑形表面100a(上塑形表面110a和下塑形表面120a)。一些實施例中,進行化學氣相沉積製程以將結晶性碳化矽保護膜200共形地覆蓋石墨模具本體100(上模具110與下模具120)的整個外表面。
之後,則形成如第1圖~第2圖所示的石墨模具10。
根據本揭露內容之實施例,以化學氣相沉積形成具有高緻密性的結晶性碳化矽保護膜200以覆蓋石墨模具本體100的表面,因此不需要對石墨模具10進行任何後續的高溫回火製程,石墨模具10便已經具有高硬度及高緻密性的塑形表面,可以直接適用於製作3D玻璃製品的塑形。
再者,根據本揭露內容的一些實施例,以高溫化學氣相沉積製程製作出具有β相的結晶性碳化矽保護膜200,使得結晶性碳化矽保護膜200的表面具有β相碳化矽的緻密結構的特性,因此即使結晶性碳化矽保護膜200的表面具有大於0.5微米的粗糙度(Ra),依然不需要進行任何進一步的拋光步驟來降低石墨模具10表面的粗糙度(Ra),此良好的表面緻密性便能使石墨模具10具有良好的玻璃製品離型效果。
以下就本揭露內容的實施例作進一步說明。以下列出實施例的石墨模具及使用此石墨模具塑形玻璃製品的特性結果,以說明應用本揭露內容所製得之石墨模具的特性。然而以下之實施例僅為例示說明之用,而不應被解釋為本揭露內容實施之限制。
以下實施例中的石墨模具是參照上述第3圖所示的製程所製作,本實施例之化學氣相沉積製程所採用的處理氣體包含四氯化矽、甲烷、氫氣和氬氣,其中,以四氯化矽作為含矽前驅物、甲烷作為反應氣體,將氫氣及氬氣導入反應室中,先以1100°C的製程溫度進行碳化,接著再以1300°C的製程溫度進行成膜反應,製成的石墨模具的結晶性碳化矽保護膜的厚度約為71微米(μm)。以下的各個特性量測的結果均是針對以上述方式製作之實施例的石墨模具所進行而得。
將製成的石墨模具的結晶性碳化矽保護膜透過掃描式電子顯微鏡附加X光能量分散光譜儀(SEM-EDS)進行分析所得到的表面原子百分比結果是矽:碳=47.6%:52.3%。並且,沿結晶性碳化矽保護膜的厚度方向由上到下取5個位置點進行成分組成的分析,此5個點的碳/矽(C/Si)的原子比例是介於1.10~1.13,顯示上述實施例之結晶性碳化矽保護膜的組成分佈相當均勻。
第4圖是根據本揭露內容之實施例的結晶性碳化矽保護膜的X光繞射圖。如第4圖所示,上述實施例之石墨模具的結晶性碳化矽保護膜的X光繞射圖中具有(111)、(200)、(220)和(311)的繞射峰,且不具有其他繞射峰。經比對JCPDS資料庫,結晶性碳化矽保護膜的微結構是標準的β相碳化矽結構(3C-SiC),表示結晶性碳化矽保護膜200是純的β相碳化矽保護膜。
此外,上述實施例之石墨模具的結晶性碳化矽保護膜的硬度與彈性模數分別為19.26±3.29GPa與242.85±25.59 GPa,並且以刮傷試驗機量測結晶性碳化矽保護膜與石墨模具本體之間的附著力,附著力可達到18牛頓(Nt)。顯示本揭露內容之實施例的石墨模具的結晶性碳化矽保護膜與石墨模具本體之間具有優異的附著力。
再者,上述實施例之石墨模具的結晶性碳化矽保護膜的密度(ρ)是3.20 g/cm 3、定壓熱容量(Cp)是0.63 J/gK、熱擴散係數(α)是155.40 mm 2/s、和熱傳導係數(K)是321.33 W/m×K。上述密度(ρ)是由示差掃描熱量分析儀(DSC)(TA DSC Q10)量測所得,定壓熱容量(Cp)是由分析天平(METTLER TOLEDO XS105)量測所得,熱擴散係數(α)與熱傳導係數(K)的結果是使用閃光法熱傳導分析儀(NETZSCH LF447)並採用ASTM E1461測試方法量測所得。
上述實施例之β相碳化矽保護膜的密度高達3.20 g/cm 3,顯示上述實施例之結晶性碳化矽保護膜具有相當高的緻密性。並且,由於石墨材料本身具有高導熱性,而上述實施例之結晶性碳化矽保護膜也具有高達321.33 W/m×K的熱傳導係數。因此,本揭露內容之實施例的石墨模具的整體同時具有高緻密性以及優異的導熱特性。
第5圖呈現使用根據本揭露內容之實施例的石墨模具10、以不同溫度熱處理塑形的玻璃片的粗糙度(Ra),第6圖呈現使用根據本揭露內容之實施例的石墨模具、以不同溫度熱處理塑形的玻璃片的光穿透特性。上述實施例之石墨模具的結晶性碳化矽保護膜的表面的粗糙度(Ra)是0.74微米(mm),將玻璃片(康寧公司,Corilla 2318)設置於上述實施例之石墨模具中進行熱彎測試,其中第5圖~第6圖中的「未處理」表示未經過熱彎處理的玻璃空白片,其原始的粗糙度(Ra)為0.0041微米。
如第5圖所示,玻璃空白片(未經熱彎處理)與使用上述實施例之石墨模具(具有0.74微米的表面粗糙度(Ra))分別經過700°C、725°C、750°C和775°C之熱彎處理後的玻璃片的粗糙度(Ra)數值。如第5圖所示,使用上述實施例之石墨模具熱彎過後的玻璃片的粗糙度(Ra)約為0.0043~0.0047微米,其粗糙度(Ra)數值與玻璃空白片(未經熱彎處理)的粗糙度(Ra)數值並無明顯差異,顯示使用本揭露內容之實施例的石墨模具對玻璃片進行熱彎處理後,塑形的玻璃片仍具有相當良好的表面平滑性。
如第6圖所示,經過700°C、725°C、750°C和775°C之熱彎處理後的玻璃片在400奈米至800奈米的區域中,依序具有92.3%、92.1%、92.2%和92.0%的穿透率,與玻璃空白片(未經熱彎處理)的穿透率(92.4%)並無明顯差異,且均具有良好的平均穿透率,並且顯示使用本揭露內容之實施例的石墨模具對玻璃片進行熱彎處理後,塑形的玻璃片仍具有相當良好的光學特性。基於第5圖~第6圖的結果,顯示本揭露內容之實施例的石墨模具具有良好的玻璃製品離型效果。
第7圖是根據本揭露內容之實施例的鍍製結晶性碳化矽保護膜的石墨模具與比較例的石墨模具的熱重分析結果,第8圖是根據本揭露內容之實施例的鍍製結晶性碳化矽保護膜的石墨模具與比較例的石墨模具的經熱處理後的照片。將石墨基材(比較例)與上述實施例之具有厚度約為71微米的結晶性碳化矽保護膜的石墨模具置入空氣高溫爐中,以5°C/分鐘的升溫速度升溫至775°C且持溫回火1~4小時,並觀察及量測紀錄不同的回火時間對比較例之石墨基材與上述實施例之結晶性碳化矽保護膜的重量與外觀的影響,之後再使比較例之石墨基材與上述實施例之結晶性碳化矽保護膜自行冷卻之室溫。
如第7圖~第8圖所示,上述實施例之結晶性碳化矽保護膜即使經過4小時的高溫回火,重量並未明顯改變,且外觀也無明顯變化,而比較例之石墨基材的重量則從64.46克大幅下降至12.06克,損失了約81.3%,且外觀形狀也已經嚴重損壞。顯示本揭露內容之實施例的結晶性碳化矽保護膜具有良好的抗高溫特性,因而本揭露內容之實施例的石墨模具可具有較長的使用壽命。
雖然本揭露內容以前述之實施例揭露如上,然其並非用以限定本揭露內容。本揭露內容所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本揭露內容之精神和範圍內,當可做些許之更動與潤飾。因此本揭露內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10:石墨模具
20:玻璃平板
100:石墨模具本體
100a:塑形表面
110:上模具
110a:上塑形表面
120:下模具
120a:下塑形表面
200:結晶性碳化矽保護膜
200a:表面
210:上層保護膜
210a:上表面
220:下層保護膜
220a:下表面
300:反應室
310:入口
320:出口
330:加熱步驟
T1a、T1b、T1、T2:厚度
為讓本揭露內容之特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉不同實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下: 第1圖根據本揭露內容之實施例的用於玻璃塑形的石墨模具的剖面示意圖。 第2圖是根據本揭露內容之實施例的用於玻璃塑形的石墨模具的立體分解示意圖。 第3圖是根據本揭露內容之實施例的用於玻璃塑形的石墨模具的製程示意圖。 第4圖是根據本揭露內容之實施例的結晶性碳化矽保護膜的X光繞射圖。 第5圖呈現使用根據本揭露內容之實施例的石墨模具、以不同溫度熱處理塑形的玻璃片的粗糙度(Ra)。 第6圖呈現使用根據本揭露內容之實施例的石墨模具、以不同溫度熱處理塑形的玻璃片的光穿透特性。 第7圖是根據本揭露內容之實施例的鍍製結晶性碳化矽保護膜的石墨模具與比較例的石墨模具的熱重分析結果。 第8圖是根據本揭露內容之實施例的鍍製結晶性碳化矽保護膜的石墨模具與比較例的石墨模具的經熱處理後的照片。
10:石墨模具
100:石墨模具本體
100a:塑形表面
110:上模具
110a:上塑形表面
120:下模具
120a:下塑形表面
200:結晶性碳化矽保護膜
200a:表面
210:上層保護膜
210a:上表面
220:下層保護膜
220a:下表面
T1a、T1b、T1、T2:厚度

Claims (10)

  1. 一種用於玻璃塑形的石墨模具,包括:一石墨模具本體;以及一結晶性碳化矽保護膜,覆蓋該石墨模具本體的表面,其中該結晶性碳化矽保護膜的表面粗糙度(Ra)為大於0.5微米。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之用於玻璃塑形的石墨模具,其中該結晶性碳化矽保護膜包括β相碳化矽。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之用於玻璃塑形的石墨模具,其中該石墨模具本體具有一塑形表面,該結晶性碳化矽保護膜共形地覆蓋該塑形表面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之用於玻璃塑形的石墨模具,其中該石墨模具本體的厚度為約1公分至約20公分,該結晶性碳化矽保護膜的厚度為約1微米至約200微米。
  5. 一種用於玻璃塑形的石墨模具的製造方法,包括:提供一石墨模具本體;以及藉由進行一化學氣相沉積製程形成一結晶性碳化矽保護膜以覆蓋該石墨模具本體的表面,其中該結晶性碳化矽保護膜的表面粗糙度(Ra)為大於0.5微米。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之用於玻璃塑形的石墨模具的製造方法,其中該結晶性碳化矽保護膜包括β相碳化矽。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之用於玻璃塑形的石墨模具的製造方法,其中進行該化學氣相沉積製程包括將一處理氣體提 供至該石墨模具本體的表面,該處理氣體包括一含矽前驅物、一反應氣體和氫氣。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之用於玻璃塑形的石墨模具的製造方法,其中該化學氣相沉積製程的製程溫度是約1000℃至約1400℃。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之用於玻璃塑形的石墨模具的製造方法,其中該化學氣相沉積製程的製程壓力是約10帕斯卡(pa)至約50000帕斯卡。
  10. 如申請專利範圍第5項所述之用於玻璃塑形的石墨模具的製造方法,其中該石墨模具本體具有一塑形表面,進行該化學氣相沉積製程以將該結晶性碳化矽保護膜共形地覆蓋該塑形表面。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101775590A (zh) * 2010-01-08 2010-07-14 刘锡潜 一种具有保护涂层的石墨基座及其制备方法
CN208071571U (zh) * 2018-01-26 2018-11-09 东莞市冲宝模具有限公司 长寿命石墨模具结构

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