專利名稱：降低研磨或混合后粉末雜質含量的方法及其所制成的胚料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種降低粉末研磨或混合時污染的方法，特別是涉及一種在磨球表面 鍍有由預研磨粉末的至少一成份所組成的材料，以降低研磨或混合后粉末雜質含量的方法。
背景技術：
在使用研磨機進行粉末研磨或混合時，磨球在罐壁的激烈摩擦容易導致粉末中來 自于磨球或罐壁的成份的污染過高，由于磨球一般皆須選用密度較大的陶瓷或金屬，以增 進撞擊力量，故無法選擇跟被研磨粉末一樣的材質。JP04-209742揭露一種避免研磨或混合時粉末被鋁微粒子污染的方法，其技術手 段是在研磨罐內部加上橡膠內襯，以避免磨球直接接觸研磨罐內壁；然而，此方法容易使粉 末鑲入橡膠內襯中，反而增加粉末的損耗，不符合成本效益。而在臺灣科技大學機械工程系林益正2005年的碩士論文中提到在研磨氮化鋁 時，粉末研磨的過程當中容易與研磨的機具產生金屬污染(如鐵、硅等)，會嚴重的降低熱 傳導系數( 68W/m · K)。而經過熱碳還原的氮化鋁因為氧含量的降低，其熱傳導較高，可 達156W/m · K，但碳與鐵的污染量過高卻會使得氮化鋁的介電常數提高。有鑒于以既有磨球研磨或混合粉末會造成粉末的污染，使得研磨或混合后的粉末 純度降低，本發明人基于從事此類產品設計制造多年豐富的實務經驗及專業知識，并配合 學理的運用，積極加以研究創新，以期創設一種新的降低粉末研磨或混合時污染的方法及 其所制成的胚料，能夠改進一般現有的降低粉末研磨或混合時污染的方法，使其更具有實 用性。經過不斷的研究、設計，并經過反復試作樣品及改進后，終于創設出確具實用價值的 本發明。
發明內容
本發明的目的在于，克服現有的降低粉末研磨或混合時污染的方法存在的缺陷， 而提供一種在磨球表面鍍有與最終胚料的至少一成份相同的材料，以降低研磨或混合后粉 末雜質含量的方法，非常適于實用。本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出 的一種降低研磨或混合后粉末雜質含量的方法，其包括以下步驟將由預研磨粉末的至少 一成份所組成的粉末放入具有多個磨球的研磨機中研磨至少一小時，以使各磨球表面形成 一粉末層；將所述具有粉末層的磨球取出，并用以研磨或混合該預研磨粉末。本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。前述的降低研磨或混合后粉末雜質含量的方法，其中粉末放入具有多個磨球的研 磨機中研磨至少兩小時。前述的降低研磨或混合后粉末雜質含量的方法，其中粉末放入具有多個磨球的研磨機中研磨至少三小時。前述的降低研磨或混合后粉末雜質含量的方法，其中所述的磨球的材質是不銹 鋼、碳化鎢或氧化鋁。前述的降低研磨或混合后粉末雜質含量的方法，其中將具有粉末層的磨球研磨或 混合該預研磨粉末之后還包括進一步使用所述預研磨粉末形成一胚料。前述的降低研磨或混合后粉末雜質含量的方法，其中將具有粉末層的磨球研磨或 混合該預研磨粉末之后還包括進一步使用所述預研磨粉末形成一胚料。本發明的目的及解決其技術問題還采用以下技術方案來實現。依據本發明提出的 一種胚料，其特征在于其是利用上述第4、5技術方法制成。本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上技術方案可知，本發 明的主要技術內容如下為達到上述目的，本發明提供了一種降低研磨或混合后粉末雜質含量的方法包 括將由預研磨粉末的至少一成份所組成的粉末放入具有多個磨球的研磨機中研磨至少一 小時，以使各磨球表面形成一粉末層；將所述具有粉末層的磨球取出，并用以研磨或混合該 預研磨粉末。其中，將具有粉末層的磨球研磨或混合該預研磨粉末之后還包括進一步使用所述 預研磨粉末形成一胚料。其中，該磨球的材質并無限制，可視不同的應用而使用不同的材質；一般既有的磨 球都可以使用，例如但不限制在不銹鋼球、碳化鎢球、氧化鋁球以及于所屬技術領域中具有 通常知識者所熟知的材質。較佳的是，粉末放入具有多個磨球的研磨機中研磨至少兩小時。更佳的是，粉末放入具有多個磨球的研磨機中研磨至少三小時。另外，為達到上述目的，本發明還提供了一種胚料，其是將上述方法所制成的具有 粉末層的磨球研磨或混合該預研磨粉末之后，利用所述預研磨粉末所形成。借由上述技術方案，本發明降低粉末研磨或混合時污染的方法及其所制成的胚料 至少具有下列優點及有益效果本發明是先在磨球表面形成與預研磨粉末的某一成份或多 種成份相同的粉末層，再使用該磨球進行預研磨粉末的研磨或混合，如此從磨球表面因撞 擊而掉落的粉末也是與預研磨粉末中所含有的成份相同，因此使得研磨或混合后的粉末中 的雜質含量大幅降低。綜上所述，本發明是先在磨球表面形成與預研磨粉末的某一成份或多種成份相同的 粉末層，再使用該磨球進行預研磨粉末的研磨或混合，如此從磨球表面因撞擊而掉落的粉末也 是與預研磨粉末中所含有的成份相同，因此使得研磨或混合后的粉末中的雜質含量大幅降低。 本發明在技術上有顯著的進步，具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進步、實用的新設計。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段， 而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其他目的、特征和優點能夠 更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
圖1是本發明一實施例的掃描式電子顯微鏡(SEM)背反式電子(BSE)影像示意
4圖。圖2是本發明實施例一所制成的磨球的掃描式電子顯微鏡(SEM) 二次電子(SE) 影像示意圖。圖3是本發明實施例一所制成的磨球以X射線能譜分析(EDX)的圖譜示意圖。10 不銹鋼磨球20 鈷粉末層
具體實施例方式為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下結合 附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的降低粉末研磨或混合時污染的方法及其所制成的 胚料其具體實施方式
、方法、步驟、結構、特征及其功效，詳細說明如后。有關本發明的前述及其他技術內容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實 施例的詳細說明中將可清楚呈現。通過具體實施方式
的說明，當可對本發明為達成預定目 的所采取的技術手段及功效得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說 明之用，并非用來對本發明加以限制。本發明降低研磨或混合后粉末雜質含量的方法，其是包括將由預研磨粉末的至少 一成份所組成的粉末放入具有多個磨球的研磨機中研磨至少一小時，以令各磨球表面形成 一粉末層，再將所述具有粉末層的磨球取出，并用以研磨或混合該預研磨粉末。請參閱圖1所示，其是利用掃描式電子顯微鏡(scanning electronmicroscope, SEM)背反式電子(back-scattered electron, BSE)影像作微組織觀察，在本實施例中，該 磨球為不銹鋼磨球(10)，其表面形成有一層鈷(Co)粉末層(20)。因為長時間的研磨會造成所謂的“機械合金(mechanically alloy) ”的效果，使得 粉末會很牢靠的黏附在磨球表面。實施例比較例一使用氧化鋯(ZrO2)的研磨罐與磨球來研磨25公克的二氧化硅(SiO2)及25公克 的鈷(Co)的粉末，在行星式球磨機PM-400經過一小時的研磨后，將粉末取出以感應耦合等 離子設備(ICP)(型號為Perkim Elmer-5300)作成份檢測，其偵測器為電荷耦合裝置(CCD) 型的等離子體發射光譜儀(OES)，可發現其鋯的含量約為250ppm。實施例一將上述的Co粉先放進研磨機(&02的研磨罐與磨球)中研磨一小時，以掃描式電 子顯微鏡(SEM) 二次電子(SE)偵測方式以及X射線能譜分析(EDX)之后，請參閱圖1和圖 2所示，其顯示有Co的存在，因此可知磨球表面已鍍(coating)上一層Co。利用此已鍍上 一層Co的氧化鋯磨球進行25公克SiO2及25公克Co的粉末的研磨，一小時后取出粉末進 行感應耦合等離子放射光譜儀(ICP-OES)檢測，可發現其&含量約為50ppm。實施例二 將上述的Co粉先放進研磨機(&02的研磨罐與磨球)中研磨二小時，其他步驟與 實施例一相同，則經由ICP檢測，發現在研磨后SiO2與Co的均勻混合粉末中，Zr的含量為 1. 52ppm。實施例三
5
將上述的Co粉先放進研磨機(&02的研磨罐與磨球)中研磨三小時，其他步驟與 實施例一相同，則經由ICP檢測，發現在研磨后SiO2與Co的均勻混合粉末中，Zr的含量分 別為 0. Olppm0實施例四將60公克Co粉放進研磨機(250公克不銹鋼磨球、ZrO2研磨罐)中研磨6小時， 將處理后的磨球置于SEM下觀察，可發現不銹鋼球的表面已鍍上一層約10 20 μ m厚的 Co,另取50g的Co粉，再取前述已鍍有Co的不銹鋼磨球約250公克一起置入&02研磨罐 中，利用行星式球磨機PM-400分別進行1小時、3小時、6小時及12小時不同時間的研磨， 再將Co粉取出進行ICP-OES的雜質分析，其偵測結果請參看表一所示。表一不同研磨時間與雜質含量的關系 *3N5 的純度為 99. 95 %。*ND 低于可偵測極限(Not Detected)。由實施例一至三以及比較例一觀之，利用本發明的方法先在磨球上形成一層粉末 層，能有效降低預研磨粉末于之后研磨和混合程序所產生的污染，故能提高預研磨粉末的 純度，以利于形成高純度的胚料以及由其所制成的靶材。又由實施例四以及表一可知來自不銹鋼磨球的鐵(Fe)污染，即使經過12個小時 的研磨仍小于15ppm，故本發明能有效降低由磨球產生的污染。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖 然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人 員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾 為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對 以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
一種降低研磨或混合后粉末雜質含量的方法，其特征在于其包括以下步驟將由預研磨粉末的至少一成份所組成的粉末放入具有多個磨球的研磨機中研磨至少一小時，以使各磨球表面形成一粉末層；將所述具有粉末層的磨球取出，并用以研磨或混合該預研磨粉末。
2.根據權利要求1所述的降低研磨或混合后粉末雜質含量的方法，其特征在于其中粉 末放入具有多個磨球的研磨機中研磨至少兩小時。
3.根據權利要求1所述的降低研磨或混合后粉末雜質含量的方法，其特征在于其中粉 末放入具有多個磨球的研磨機中研磨至少三小時。
4.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的降低研磨或混合后粉末雜質含量的方 法，其特征在于其中所述的磨球的材質是不銹鋼、碳化鎢或氧化鋁。
5.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的降低研磨或混合后粉末雜質含量的方 法，其特征在于其中將具有粉末層的磨球研磨或混合該預研磨粉末之后還包括進一步使用 所述預研磨粉末形成一胚料。
6.根據權利要求4所述的降低研磨或混合后粉末雜質含量的方法，其特征在于其中將 具有粉末層的磨球研磨或混合該預研磨粉末之后還包括進一步使用所述預研磨粉末形成 一胚料。
7.一種胚料，其特征在于其是利用如權利要求5或6所述的方法制成。
全文摘要
本發明是有關于一種降低研磨或混合后粉末雜質含量的方法及其所制成的胚料，該降低研磨或混合后粉末雜質含量的方法，其是包括將由預研磨粉末的至少一成份所組成的粉末放入具有多個磨球的研磨機中研磨至少一小時，以使各磨球表面形成一粉末層，再將所述具有粉末層的磨球取出，并用以研磨或混合該預研磨粉末。本發明是先在磨球表面形成與預研磨粉末的某一成份或多種成份相同的粉末層，再使用該磨球進行預研磨粉末的研磨或混合，如此從磨球表面因撞擊而掉落的粉末也是與預研磨粉末中所含有的成份相同，因此使得研磨或混合后的粉末中的雜質含量大幅降低。
文檔編號B02C17/00GK101890386SQ200910143019
公開日2010年11月24日 申請日期2009年5月22日 優先權日2009年5月22日
發明者薛永浚, 陳琨明 申請人:光洋應用材料科技股份有限公司