Al-Cr-Fe-Mn-Ni高熵合金軋延特性及可撓式基板應用之研究

On rolling properties and application to flexible panels for Al-Cr-Fe-Mn-Ni high-entropy alloy

林佑容

指導教授 ： 葉均蔚

國立清華大學/工學院/材料科學工程學系/碩士(2009年)

摘要

鑑於先前研究發現Al5Cr12Fe35Mn28Ni20高熵合金有優越的冷滾軋性，且具有適當硬度及剛性。本研究以可撓式基板所要求的重要特性，來評估此合金箔片應用於可撓式基板的可行性。
寬度為10 mm的Mn28合金試片，無需中間退火，可由8 mm厚直接滾軋至75 μm，極限厚度縮減率約99.06 %，伸長量約10567 %。
受四重式滾軋機軋延力的限制，寬度愈寬的箔片，滾軋極限厚度愈厚。
隨著滾軋量增加，Mn28合金有加工硬化現象，至伸長量5000 %之後逐漸飽和。加工量90 %滾軋態試片在800～1000℃有退火軟化現象，800℃退火有ρ相析出，故軟化的極限硬度較高。
將Mn28基板經過SiC砂紙研磨及1 μm鑽石懸浮液拋光後， roughness可達約4～6 nm。各表面特徵性質中，form profile受前段滾軋製程影響較大，waviness和roughness與後段研磨製程較相關。
Mn28基板表面濺鍍約800 nm SiNx薄膜，經彎曲可撓性質測試，最小可撓性曲率半徑為10.0 mm，此時開始產生永久變形。持續彎曲至4.9 mm 有更大的永久變形，但薄膜仍無龜裂或脫膜現象，顯示薄膜與基板的匹配性相當好。厚度愈厚箔片，因所受應變愈大，造成最終永久形變愈大，此與理論計算薄膜表面應變量趨勢符合。
Mn28高熵合金的楊氏係數較不鏽鋼低，在相同應力下，可承受較大的彈性變形量，撓曲至較小曲率半徑。同時可有效降低濺鍍薄膜表面應變量，對薄膜的應變及基板本身的最小彎曲半徑都有很大的幫助。此部分比不鏽鋼優越。另量測SiNx薄膜漏電流值約為8×10-9 A/cm2，顯示絕緣性質良好。
整體評估Mn28合金箔片在可撓式基板各重要特性上皆表現優越，若搭配適當的製程，極具有作為可撓式基板發展的潛力。

關鍵字

高熵合金 ； 可撓式基板 ； 軋延性

參考文獻

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