专利名称：降低研磨或混合后粉末杂质含量的方法及其所制成的胚料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种降低粉末研磨或混合时污染的方法，特别是涉及一种在磨球表面 镀有由预研磨粉末的至少一成份所组成的材料，以降低研磨或混合后粉末杂质含量的方法。
背景技术：
在使用研磨机进行粉末研磨或混合时，磨球在罐壁的激烈摩擦容易导致粉末中来 自于磨球或罐壁的成份的污染过高，由于磨球一般皆须选用密度较大的陶瓷或金属，以增 进撞击力量，故无法选择跟被研磨粉末一样的材质。JP04-209742揭露一种避免研磨或混合时粉末被铝微粒子污染的方法，其技术手 段是在研磨罐内部加上橡胶内衬，以避免磨球直接接触研磨罐内壁；然而，此方法容易使粉 末镶入橡胶内衬中，反而增加粉末的损耗，不符合成本效益。而在台湾科技大学机械工程系林益正2005年的硕士论文中提到在研磨氮化铝 时，粉末研磨的过程当中容易与研磨的机具产生金属污染(如铁、硅等)，会严重的降低热 传导系数( 68W/m · K)。而经过热碳还原的氮化铝因为氧含量的降低，其热传导较高，可 达156W/m · K，但碳与铁的污染量过高却会使得氮化铝的介电常数提高。有鉴于以既有磨球研磨或混合粉末会造成粉末的污染，使得研磨或混合后的粉末 纯度降低，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合 学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的降低粉末研磨或混合时污染的方法及 其所制成的胚料，能够改进一般现有的降低粉末研磨或混合时污染的方法，使其更具有实 用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的 本发明。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的降低粉末研磨或混合时污染的方法存在的缺陷， 而提供一种在磨球表面镀有与最终胚料的至少一成份相同的材料，以降低研磨或混合后粉 末杂质含量的方法，非常适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出 的一种降低研磨或混合后粉末杂质含量的方法，其包括以下步骤将由预研磨粉末的至少 一成份所组成的粉末放入具有多个磨球的研磨机中研磨至少一小时，以使各磨球表面形成 一粉末层；将所述具有粉末层的磨球取出，并用以研磨或混合该预研磨粉末。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的降低研磨或混合后粉末杂质含量的方法，其中粉末放入具有多个磨球的研 磨机中研磨至少两小时。前述的降低研磨或混合后粉末杂质含量的方法，其中粉末放入具有多个磨球的研磨机中研磨至少三小时。前述的降低研磨或混合后粉末杂质含量的方法，其中所述的磨球的材质是不锈 钢、碳化钨或氧化铝。前述的降低研磨或混合后粉末杂质含量的方法，其中将具有粉末层的磨球研磨或 混合该预研磨粉末之后还包括进一步使用所述预研磨粉末形成一胚料。前述的降低研磨或混合后粉末杂质含量的方法，其中将具有粉末层的磨球研磨或 混合该预研磨粉末之后还包括进一步使用所述预研磨粉末形成一胚料。本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的 一种胚料，其特征在于其是利用上述第4、5技术方法制成。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发 明的主要技术内容如下为达到上述目的，本发明提供了一种降低研磨或混合后粉末杂质含量的方法包 括将由预研磨粉末的至少一成份所组成的粉末放入具有多个磨球的研磨机中研磨至少一 小时，以使各磨球表面形成一粉末层；将所述具有粉末层的磨球取出，并用以研磨或混合该 预研磨粉末。其中，将具有粉末层的磨球研磨或混合该预研磨粉末之后还包括进一步使用所述 预研磨粉末形成一胚料。其中，该磨球的材质并无限制，可视不同的应用而使用不同的材质；一般既有的磨 球都可以使用，例如但不限制在不锈钢球、碳化钨球、氧化铝球以及于所属技术领域中具有 通常知识者所熟知的材质。较佳的是，粉末放入具有多个磨球的研磨机中研磨至少两小时。更佳的是，粉末放入具有多个磨球的研磨机中研磨至少三小时。另外，为达到上述目的，本发明还提供了一种胚料，其是将上述方法所制成的具有 粉末层的磨球研磨或混合该预研磨粉末之后，利用所述预研磨粉末所形成。借由上述技术方案，本发明降低粉末研磨或混合时污染的方法及其所制成的胚料 至少具有下列优点及有益效果本发明是先在磨球表面形成与预研磨粉末的某一成份或多 种成份相同的粉末层，再使用该磨球进行预研磨粉末的研磨或混合，如此从磨球表面因撞 击而掉落的粉末也是与预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 的杂质含量大幅降低。综上所述，本发明是先在磨球表面形成与预研磨粉末的某一成份或多种成份相同的 粉末层，再使用该磨球进行预研磨粉末的研磨或混合，如此从磨球表面因撞击而掉落的粉末也 是与预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杂质含量大幅降低。 本发明在技术上有显著的进步，具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够 更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1是本发明一实施例的扫描式电子显微镜(SEM)背反式电子(BSE)影像示意
4图。图2是本发明实施例一所制成的磨球的扫描式电子显微镜(SEM) 二次电子(SE) 影像示意图。图3是本发明实施例一所制成的磨球以X射线能谱分析(EDX)的图谱示意图。10 不锈钢磨球20 钴粉末层
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合 附图及较佳实施例，对依据本发明提出的降低粉末研磨或混合时污染的方法及其所制成的 胚料其具体实施方式
、方法、步骤、结构、特征及其功效，详细说明如后。有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实 施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式
的说明，当可对本发明为达成预定目 的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说 明之用，并非用来对本发明加以限制。本发明降低研磨或混合后粉末杂质含量的方法，其是包括将由预研磨粉末的至少 一成份所组成的粉末放入具有多个磨球的研磨机中研磨至少一小时，以令各磨球表面形成 一粉末层，再将所述具有粉末层的磨球取出，并用以研磨或混合该预研磨粉末。请参阅图1所示，其是利用扫描式电子显微镜(scanning electronmicroscope, SEM)背反式电子(back-scattered electron, BSE)影像作微组织观察，在本实施例中，该 磨球为不锈钢磨球(10)，其表面形成有一层钴(Co)粉末层(20)。因为长时间的研磨会造成所谓的“机械合金(mechanically alloy) ”的效果，使得 粉末会很牢靠的黏附在磨球表面。实施例比较例一使用氧化锆(ZrO2)的研磨罐与磨球来研磨25公克的二氧化硅(SiO2)及25公克 的钴(Co)的粉末，在行星式球磨机PM-400经过一小时的研磨后，将粉末取出以感应耦合等 离子设备(ICP)(型号为Perkim Elmer-5300)作成份检测，其侦测器为电荷耦合装置(CCD) 型的等离子体发射光谱仪(OES)，可发现其锆的含量约为250ppm。实施例一将上述的Co粉先放进研磨机(&02的研磨罐与磨球)中研磨一小时，以扫描式电 子显微镜(SEM) 二次电子(SE)侦测方式以及X射线能谱分析(EDX)之后，请参阅图1和图 2所示，其显示有Co的存在，因此可知磨球表面已镀(coating)上一层Co。利用此已镀上 一层Co的氧化锆磨球进行25公克SiO2及25公克Co的粉末的研磨，一小时后取出粉末进 行感应耦合等离子放射光谱仪(ICP-OES)检测，可发现其&含量约为50ppm。实施例二 将上述的Co粉先放进研磨机(&02的研磨罐与磨球)中研磨二小时，其他步骤与 实施例一相同，则经由ICP检测，发现在研磨后SiO2与Co的均勻混合粉末中，Zr的含量为 1. 52ppm。实施例三
5
将上述的Co粉先放进研磨机(&02的研磨罐与磨球)中研磨三小时，其他步骤与 实施例一相同，则经由ICP检测，发现在研磨后SiO2与Co的均勻混合粉末中，Zr的含量分 别为 0. Olppm0实施例四将60公克Co粉放进研磨机(250公克不锈钢磨球、ZrO2研磨罐)中研磨6小时， 将处理后的磨球置于SEM下观察，可发现不锈钢球的表面已镀上一层约10 20 μ m厚的 Co,另取50g的Co粉，再取前述已镀有Co的不锈钢磨球约250公克一起置入&02研磨罐 中，利用行星式球磨机PM-400分别进行1小时、3小时、6小时及12小时不同时间的研磨， 再将Co粉取出进行ICP-OES的杂质分析，其侦测结果请参看表一所示。表一不同研磨时间与杂质含量的关系 *3N5 的纯度为 99. 95 %。*ND 低于可侦测极限(Not Detected)。由实施例一至三以及比较例一观之，利用本发明的方法先在磨球上形成一层粉末 层，能有效降低预研磨粉末于之后研磨和混合程序所产生的污染，故能提高预研磨粉末的 纯度，以利于形成高纯度的胚料以及由其所制成的靶材。又由实施例四以及表一可知来自不锈钢磨球的铁(Fe)污染，即使经过12个小时 的研磨仍小于15ppm，故本发明能有效降低由磨球产生的污染。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽 然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人 员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰 为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对 以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
一种降低研磨或混合后粉末杂质含量的方法，其特征在于其包括以下步骤将由预研磨粉末的至少一成份所组成的粉末放入具有多个磨球的研磨机中研磨至少一小时，以使各磨球表面形成一粉末层；将所述具有粉末层的磨球取出，并用以研磨或混合该预研磨粉末。
2.根据权利要求1所述的降低研磨或混合后粉末杂质含量的方法，其特征在于其中粉 末放入具有多个磨球的研磨机中研磨至少两小时。
3.根据权利要求1所述的降低研磨或混合后粉末杂质含量的方法，其特征在于其中粉 末放入具有多个磨球的研磨机中研磨至少三小时。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的降低研磨或混合后粉末杂质含量的方 法，其特征在于其中所述的磨球的材质是不锈钢、碳化钨或氧化铝。
5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的降低研磨或混合后粉末杂质含量的方 法，其特征在于其中将具有粉末层的磨球研磨或混合该预研磨粉末之后还包括进一步使用 所述预研磨粉末形成一胚料。
6.根据权利要求4所述的降低研磨或混合后粉末杂质含量的方法，其特征在于其中将 具有粉末层的磨球研磨或混合该预研磨粉末之后还包括进一步使用所述预研磨粉末形成 一胚料。
7.一种胚料，其特征在于其是利用如权利要求5或6所述的方法制成。
全文摘要
本发明是有关于一种降低研磨或混合后粉末杂质含量的方法及其所制成的胚料，该降低研磨或混合后粉末杂质含量的方法，其是包括将由预研磨粉末的至少一成份所组成的粉末放入具有多个磨球的研磨机中研磨至少一小时，以使各磨球表面形成一粉末层，再将所述具有粉末层的磨球取出，并用以研磨或混合该预研磨粉末。本发明是先在磨球表面形成与预研磨粉末的某一成份或多种成份相同的粉末层，再使用该磨球进行预研磨粉末的研磨或混合，如此从磨球表面因撞击而掉落的粉末也是与预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杂质含量大幅降低。
文档编号B02C17/00GK101890386SQ200910143019
公开日2010年11月24日 申请日期2009年5月22日 优先权日2009年5月22日
发明者薛永浚, 陈琨明 申请人:光洋应用材料科技股份有限公司