【李家同】為台灣加油打氣專欄_(108) 工業基礎技術計畫─熔射熱噴塗金屬陶瓷

張貼日期：2017/4/21 上午 08:31:16

我們生產很多的鋼鐵材料，請看圖一：

圖一

這是一個鋼鐵廠生產鋼帶連續退火線的鋼鐵輥輪，可是做出這個鋼鐵輥輪來還要在它表面上噴塗上一層保護膜層，使這個鋼鐵輥輪表面可以耐磨、防止腐蝕，也可以抗沾黏。在過去，我們國家必須將這種鋼鐵輥輪送到日本或法國去，因為我們沒有做出這種膜層材料，可以想像到的是，這種做法大大地增加了鋼鐵輥輪的成本，也加長了出料的時間。

在工業基礎技術計畫的支持之下，我們的工程師終於發展出了這種膜層材料，因此鋼鐵公司做出鋼鐵輥輪以後就可以在台灣本地完成噴塗保護膜層的手續。當然我們的保護膜層技術不只可以用在鋼鐵輥輪上，很多其他形式的金屬都可以利用這種保護膜層材料。

這種噴塗原料是由很多粉粒所構成的，每一個粉粒的直徑都是5~45微米(1微米等於100萬分之1米)，但是這個粉粒是由另外一種更小的粉體所堆積成功的，每一個更小的粉粒直徑是以奈米計算的(1奈米等於10億分之1米)，可是外面又包了一層金屬，如圖二所示：

圖二

圖二中，大粉粒的直徑就是微米級的，裡面有好多奈米級的粉粒，這些奈米級的粉粒乃是一種陶瓷粉粒，可是外面包了一層金屬，一顆大粉粒裡面要由數萬顆小粉粒所合成的。由小粉粒做出大粉粒的技術叫做「造粒技術」。

每一顆奈米級的小粉粒必須外面很均勻而且完全地被金屬所覆蓋，如果當初我們將小粉粒塗上金屬的時候，有兩個小粉粒黏在一起，這兩個小粉粒表面金屬就不可能全部覆蓋，這種粉粒原料是不行的。所以我們的工程師必須要懂得混和分散的技術，先保證所有的小粉粒都是獨立的小粉粒，如此他們的表面才可以相當均勻地被覆蓋。

有一個名詞叫做「覆蓋率」，也就是說如果小粉粒的表面全部被金屬覆蓋，那麼我們就說覆蓋率是100%，當然我們沒有能夠做到100%，可是已經做到大於90%。

更麻煩的是，金屬層又不能太厚，所以在製造過程中，我們的工程師必須很精密的控制金屬覆蓋的過程，這些細節都是最後成功的關鍵。

剛才提到的鋼鐵輥輪直徑可以到1.4米，長度可以達5米，乃是一個龐然大物。在過去要將它運到日本或法國去噴塗保護膜層，現在只要在台灣本地進行即可，噴塗原料也是國貨，因此在時間和成本上都只有過去的三分之一。

這個技術最後發展完成前後耗了三年之久，我們應該感謝工程師對工作的熱情以及政府的支持。這種技術應該算是材料技術，希望大家知道材料技術是相當重要的，鋼鐵產業就是一種材料產業，可是即使煉鋼也最後需要化工及材料的人才來臨門一腳，如果沒有這種噴塗原料，做出來的鋼鐵輥輪仍然是不能用的。

李家同

清華大學、靜宜大學、暨南大學榮譽教授

博幼社會福利基金會董事長

劃撥帳號:22482053

(300)新竹市光復路清華大學資訊工程系

網站http://erdos.csie.ncnu.edu.tw/~rctlee/article/index.htm

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