冷卻噴霧劑研發異金屬低溫接合加工技術

 

刊登日期:2012/3/19
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日本發條公司(通稱日發公司;NHK Nippatsu)利用冷卻噴霧劑技術,成功結合不同性質的材料。該技術係以超高速的方式將粉末堆積於基材上面接合物品,不會溶融,與熱熔射技術(Thermal spraying)、硬銲(brazing)等不同,因此接合面不會產生熱變性。異金屬可在導電性等物質性能沒有損傷的情況下進行接合,比起複合金屬材料(Clad)形狀的自由度也相對提高。目前證實可以接合的有:鋁-銅、鋁-不鏽鋼、鈦-鎳等金屬。該公司計畫要將此技術擴大到母線(接續端子;Bus bar)鋰電池等方面。
 
這種冷卻噴霧技術係以每秒2000公尺的超音速將粉末注入基材,透過塑性變形、金屬結合、錨定效果(anchor effect)等方式,接合不同種類的材料。成膜速度比起電漿 (Plasma Spray)要快上10倍,附著效率上更高達95%(電漿熔射為50%),除此之外,製造出來的皮膜優良,不會有數十mm多孔質及膜內氧化的情況。而且加工溫度低,因此接合界面不會產生金屬間化合物等物質,使得接合材料的物性(如熱特性、電特性)不會有所損失。
 
研發人員利用此技術在鋁基材上作出銅皮膜並且進行了特性測試,結果直徑10mm的試驗片(膜厚50mm)所具備的抗拉強度為80MPa。導電性來說,若銅為100的情況下,鋁-銅接合體則達到約80%。除了鋁-銅的接合體之外,還可以在不鏽鋼上製造銅皮膜或鋁皮膜。目前也正擴大其他適用的材料如鐵、陶瓷等等。
 
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