酸化脱脂の事例を追記しておく。純銅粉末、マイクロMIM(D50:0.7μm)、POM・ワックス系バインダー。
脱脂:真空、600℃×0.5H
酸化:大気、300℃×1H (2Cu+O2→2CuO)
還元焼結:Ar+20%H2、300℃×5min(CuO+H2→Cu+H2O)
焼結:Ar+20%H2、700℃×1H
酸化工程で、銅粉末表面に針状の酸化銅(ウイスカ)が生成し、それが焼結の起点になり焼結が進行すると推察される。また、ウイスカが銅粉末同士を結合させるので脱脂体強度が上がる。
文献:”ナノ銅粉末を用いたNIL犠牲樹脂型インサートMIMによるマイクロ構造体の作成”、西藪、田邊、鹿子、田中、日本機械学会論文集 77巻780号(2011-8)P223
【珈琲ブレイ句】普通なら酸化と脱脂を同時に行うはずですが、この事例では真空で加熱脱脂をしています。この理由は、ナノサイズの粉末を使用している場合、大気雰囲気だと酸化膨張が急激に進むため割れや膨れが発生するためだそうです。なるほど。
でも、銅の焼結には、必ず「酸化脱脂」が必要なのでしょうか? 酸化脱脂の目的は2つ「ブラウン体の強度を上げる」「銅焼結に不利な炭素を除去する」なので、高純度銅を使えば2番目の目的は不要になりそうです。ブラウン体の強度もハンドリングを工夫すればよさそうです。後は焼結体の品質が勝負ですね・・・
関連BLOG:「脱脂酸化」とはどんなものなのか
関連BLOG:脱脂システム「酸化」について