本研究計畫為利用高週波爐建立熔煉完成，金基合金電接觸材料的技 術。本實驗之金基合金電接觸材料是以，金-銅-鉑-銀四元合金系統為主分別 搭配，1%鋅(Zn)或 1%鎳(Ni)等之強化相材料，其目的在於強化機械性質並 保持高導電性。金(Au)俱有良好之抗蝕性、延展性、高導電率、不易氧化等 優異特性，只要能提高其硬度並保持高導電性，便能拓展電接觸材料之應 用，尤其在高頻、高效能之半導體 IC 元件測試應用上。經製作與性能測試 後，歸納結論如下:
1. 利用高週波爐在常壓及惰性氣體保護下
，熔煉完成之金基合金電接觸材 料，只要經過適當之固溶、塑性加工及時效處理，硬度可達 377Hv 或電 阻係數 15.68μΩ.cm，證實可利用低成本之高週波爐熔煉完成金基合金 電接觸材料。2. 在合金溶煉過程中遭遇鋅(Zn)之結晶構造為六方密格子(HCP)與金(Au)、
銅(Cu) 、鉑(Pt) 、銀(Ag)之面心立方格子(FCC)不同，不符合合金固溶溶 解度的條件(Hume-Rothrey 法則)及鋅(Zn)之溶點與鉑(Pt)相差 1352℃甚 遠。本實驗採用合銅法，先將Cu-Zn 溶煉形成 α 固溶體(FCC 結構) ，溶 點約為1050℃與金(Au)溶點相近，如此便可保留住約 78%鋅(Zn) 。 3. 硬度方面，塑性加工及時效處理皆可大幅改善材料硬度，其改善幅度依
序為 71.5Au-8.5Pt-4.5Ag-14.5Cu-1Zn 合金(62.8%)，
71.5Au-8.5Pt-4.5Ag-14.5Cu-1Ni 合金(59.9%)，
71.5Au-8.5Pt-4.5Ag-15.5Cu 四元合金(53.8%)。
4. 電性方面，塑性加工將惡化材料之導電性，單就塑性加工而言，其影響 程度依序為Ni 合金(-9.2%)，Zn 合金(-7.8%)，四元合金(-4.7%)。時效處 理可改善材料導電性，但會因塑性加工而降低其改善幅度，Zn 合金由 21.6%降至 18.1%，Ni 合金由 11.9%降至 9.3%，但實驗中發現四元合金 例外，四元合金由18.1%提升至 22.7%。由此得知塑性加工對於越多元合 金尤其是析出強化能力越強之材料，導電性之影響更大。
5. 最佳硬度及電阻係數結果分析，最佳硬度分別為四元+1%Ni 合金
(377.2Hv)> 四元+1%Zn 合金(360.5Hv) > 四元合金(355.5Hv)。最佳電阻 係數分別為四元合金(15.68μΩ.cm)> 四元+1%Zn 合金(16.29μΩ.cm)>
四元+1%Ni 合金(19.56μΩ.cm)。實驗發現，塑性加工對於硬度之提升有 絕對助益，但對於電阻係數卻有變差之影響，尤其是 Zn 及 Ni 合金，值 得注意。
6. 在機械性質微硬度方面，增加材料硬度及強度的方法有固溶強化、晶格
強化、應變強化及析出強化等方式。在本實驗中主要的強化方式為固溶 強化、應變強化及析出強化，其中發現析出強化能提高材料硬度，亦能 改善材料電性，為最佳金基合金電接觸材料之強化方式。參考文獻
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