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添加水溶性高分子對無機聚合物特性影響之研究

無機聚合物機械性質剛強且易脆，受外力衝擊時容易產生剝落或裂縫，使得整體機械強度下降。在本實驗中使用廢玻璃粉合成無機聚合物，為增加無機聚合物的彈性，使其受外力衝擊時不易產生裂縫，藉由合成無機聚合物時添加不同比例及種類的水溶性高分子，比較單軸抗壓試驗時其楊氏模數及達尖峰強度時韌性變化。另外針對當添加水溶性高分子於無機聚合物時，其在漿體性質、固化過程及固結後其機械強度與物理性質等特性變化進行探討。 本實驗中以變高嶺土製成無機聚合物複合有機高分子材料，不論添加水性壓克力樹脂或無收縮樹脂，皆對其特性造成影響，於機械強度及韌性皆有明顯弱化之現象。然而以廢玻璃粉製成無機聚合物複合有機高分子材料，於添加水溶性高分子總量為 1wt% 時，雖其機械強度有些許降低，但其韌性卻有約 10 wt% 之提昇，顯示以水溶性高分子製成無機聚合物複合有機高分子材料，可有效提升其韌性之增加。然而當水溶性高分子添加是超過 1wt% 後，其機械強度下降趨勢明顯，造成其整體韌性表現不佳。

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以沾筆式奈米微影術製備金奈米結構陣列

本研究是在覆有一自組裝單分子層 (self-assembled monolayers, SAMs) 的金基材上結合沾筆式奈米微影術 (Dip-Pen Nanolithography, DPN) 和化學吸附沉積製備出金奈米金屬陣列。另外使用物理氣相蒸鍍的方式在分子層上鍍第二層金，再使用濕式蝕刻來形成金奈米金屬陣列。 首先利用 DPN 在金基材寫出含有 MHA 的點陣圖，再將基材浸泡入 ODT 作鈍化 (passivation) 處理，經由酯化反應後，再浸泡入cysteamine溶液裡將末端官能基置換成 -SH，利用硫與金的共價鍵，選擇性的將金屬金沉積在改質過的分子點陣圖上，形成金屬─分子─金屬的結構。此外，直接將金基材浸泡入 含 MHA 的酒精溶液，再依上述相同步驟改質後，使用熱蒸鍍第二層金，再由DPN技術製備分子點陣當作保護層後使用濕式蝕刻將其餘部分蝕刻，同樣製備出奈米金屬陣列。而金屬─分子─金屬的結構之電性質與其奈米金屬陣列對拉曼散射的增強效果，經實驗結果顯示，分子電路的電阻非常高，其點陣之間的狹縫存在對拉曼增強也有一定的幫助。本文使用原子力顯微鏡、掃描式電子顯微鏡和暗場光學顯微鏡觀察其表面形貌，並由傅利葉紅外光譜儀來辦別其MHA改質後的官能基變化，使用導電原子力顯微鏡與拉曼光譜儀分析點陣電性與拉曼增強效果。

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廢鑄砂資源化再利用研究－以濕鑄砂回收殘鐵及鑄砂再利用

本研究以鑄鐵工廠之廢棄溼鑄砂為研究對象，利用篩網將樣品分為四部分：第一部分為 8mesh以上；第二部分為 8mesh以下至30mesh以上；第三部分為30mesh以下至50mesh以上；第四部分為50mesh以下至100mesh以上，再透過包括︰磁力分選、洗桌、濕式渦錐分選等資源處理設計，來進行分選實驗，並探討其分選效果。 實驗結果顯示，8mesh以上之廢鑄砂，含鐵重量百分比達到67%，可直接回收利用； 8mesh以下至30mesh以上之廢鑄砂，藉由濕式磁力分選，將砂粒與鐵粒有效分離，其含鐵重量百分比可達63.22%；30mesh以下至50mesh以上及50mesh以下至100mesh以上之廢鑄砂，利用顆粒比重差異特性，以洗桌來進行分選效果佳，其含鐵重量百分比分別已達55.80%及56.10%。

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粗氧化鋅之純化研究

本研究主要針對粗氧化鋅，進行物理分選及化學濕法萃取備製鋅粉末。並利用DIASTAB電腦程式模擬溶解度圖 ( Solubility diagram ) 以表示金屬於水溶液中，不同pH值範圍下之分佈形態；依溶解度圖顯示結果，進行濕法純化鋅。前處理係以擦洗法 ( Scrubing ) 除去粗氧化鋅中可溶性氯鹽；再以高磁力磁選機進行濕式磁選，分離磁性物質。本研究進行不同條件之萃取試驗，結果顯示最佳之萃取條件為30%硝酸，液固比為20 ml/g，萃取環境為60℃，時間為24小時，將非磁性物進行萃取。過濾後之萃取液以氫氧化鈉滴定中和沉澱；搭配雙氧水滴定將萃取液中的Fe2+ 轉為Fe3+。依溶解度圖顯示結果作為滴定終點，於pH值為5.78~6.1時，產生白色沉澱物。經過濾烘乾後，以XRF分析；粉末之鋅純度為92.2 %，回收率為82.04 %。

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岩石隧道襯砌水壓荷載簡化分析模式之探討

目前有關隧道混凝土襯砌之受力問題至今尚無一定論，但此受力問題往往成為隧道設計上之焦點問題。然而隧道工程若跨越至含水覆蓋層時，其隧道混凝土襯砌所承受之力，將不僅僅只有岩覆荷載力，亦須考慮到襯砌上之水壓力。一般隧道襯砌承受之水壓分為外水壓及內水壓，其中，內水壓僅在部份水利隧道需加以考慮，本文主要針對外水壓力這個部份做一探討。若將整個隧道分析做一現地試驗，其試驗方式實為困難且所需經費亦相當高，因此本研究所使用之數值模擬程式為有限差分連續體分析之套裝軟體FLAC，以給予地下水位面分析開挖隧道襯砌上所承受之壓力水頭。 本研究係以一維定水頭模型來探討靜水壓與作用至圓形隧道支撐上水壓之關係，此模型之滲流方向與層面(圍岩、噴凝土、混凝土襯砌)呈垂直關係。襯砌上水壓力理論解之推導部份亦遵循於達西定律。而本研究之滲透係數(K)為圍岩滲透係數(Kr)與噴凝土滲透係數 (Ks)兩項的函數關係，其噴凝土滲透係數(Ks)可借由假設得知，流量(q)便能利用簡化分析獲得，當簡化模型架設另一層混凝土襯砌時將得到不同的流量(q)，因此襯砌之滲透性亦隨之改變，其襯砌上所受的力亦不相同，當一維定水頭模型確立時，便可運用至二維隧道開挖模型上。 而本文最後利用FLAC數值模擬所得之結果，試著探討出更為合理化之襯砌水壓力。

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利用工業軋輪機摻合二氧化鈦/聚氨基甲酸酯

本研究探討利用工業軋輪機摻合二氧化鈦/聚氨基甲酸酯製備複合材料。取市售三種不同二氧化鈦（SIGMA-金紅石、SIGMA-銳鈦礦、Degussa P-25）分別與聚氨基甲酸酯摻合，改變軋輪機溫度、軋輪機速度、二氧化鈦添加量等參數，再置入UV chamber 300 h。結果發現二氧化鈦添加量是影響色差最大的因素。 材料結構鑑定方面，使用傅立葉紅外光譜儀（FT-IR）、熱重分析儀（TGA）、拉力機、場發射掃瞄式電子顯微鏡(FE-SEM)、分光儀，鑑定材料的型態與特性、熱性質、機械性質、色差，在本論文中皆有一系列的探討。

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電弧爐煙塵複合薄膜對電磁波屏蔽效益之研究

煉製不鏽鋼所產生大量之電弧爐煙塵，為行政院環保署認定之有害事業廢棄物，其每年產量高達250,000噸，對環境有深遠之影響，必須提出有效處理方式以降低對環境的傷害。由電弧爐煙塵之分析中發現主要是尖晶石相礦物，結構與磁鐵礦( Magnetite )或鋅鐵氧磁體( Zinc Ferrite )相近，其成份以鐵和鋅含量最多，非常適合作為電磁波屏蔽/吸收材料。電弧爐煙塵具比重大、顆粒細與毒性溶出之特性，以致使用上受限，而高分子基材具有加工容易、質輕、美觀、低成本與易設計等優點。若以高分子與電弧爐煙塵混摻，將可使電弧爐煙塵包裹於高分子中，降低其毒性溶出，並有效利用電弧爐煙塵中富含鋅鐵氧磁體的特性，製成具電磁波屏蔽/吸收特性的複合薄膜以達集塵灰資源化的目的。 本研究以電弧爐煙塵與高分子混摻使其具電磁波之屏蔽與吸收效益，並選用聚乙烯醇( Polyvinyl Alcohol, PVA )及水性聚氨基甲酸脂( Waterborne Polyurethane, WPUR )兩種高分子進行討論。探討電弧爐煙塵之填充量與複合薄膜之厚度對電磁波屏蔽/吸收效益之影響，並以能量守恆與電場理論對電磁波之反射、穿透及吸收行為進行討論。 實驗成果顯示，未經處理之電弧爐煙塵具有較佳之吸收效益，EAFD/PVA複合薄膜其煙塵填充量為10 vol%，頻率為2484 MHz時，具有-10.13 dB最佳電磁波吸收效益。隨著厚度之增加，其電磁波吸收效益亦提升，推測為反射損失所造成，當反射損失未有明顯之特徵峰時，將使其頻寬增加。當填充量為10 vol%，厚度為1.0 mm時，手機頻段900 MHz可達-4.93 dB最佳電磁波吸收效益。若以WPUR做為高分子，當EAFD/WPUR複合薄膜填充量為15%時，於2450 MHz吸收效益可達-7.88 dB。本研究可提供電弧爐煙塵另一項資源化應用的方向。

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GNP法之反應機制探討以合成中溫型固態氧化物燃料電池陰極材料為例

目前固態氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell ,SOFC)廣受注目，如何製備其電極或電解質材料為重要的課題之一。其中Glycine-Nitrate Process(GNP法)具備了多項優點，故以此法合成適當成分的奈米陶瓷氧化物粉末以應用在SOFC被廣泛的使用。此法主要是依賴甘胺酸的胺基和羧基來與硝酸鹽類錯合，但當改變實驗其中的參數，例如甘胺酸與金屬硝酸鹽類的比例或pH值，是否會造成其鍵結的程度改變進而影響到最終的產物以及內部更詳細的反應機制並未完全了解，故本研究希望能對其進行深入的探討。 本研究嘗試在不同的G/M比及pH之條件進行BSCuF粉末之合成，使用紅外光譜、拉曼光譜及TG-DTA熱分析對於前驅物進行檢測，並輔以XRD觀察產物之結晶相，以了解甘胺酸之解離情形與產物成相性之關係 由紅外光譜及XRD結果可得知欲合成BSCuF鈣鈦礦相粉末，凝膠狀前驅物中羧酸群必須要有良好的解離能力，以利其與金屬陽離子錯合，否則將無法獲得純鈣鈦礦相之產物；而藉由拉曼光譜之測量可得知在低pH值時，甘胺酸之胺基端將由原本NH2轉變為NH3+，但此轉變行為對於純相產物之合成並無幫助。

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甘胺酸螯合燃燒法合成具鍶缺陷之鑭鍶鈷鐵-鈣鈦礦結構導電性研究

本研究以甘胺酸燃燒法製備具鍶缺陷之鈣鈦礦結構-鑭鍶鈷鐵材料，產物粒度約50~150nm，有利於燒結行為及作為中溫型固態氧化物燃料電池陰極材料，配合Rietveld 精算法進行X-Ray繞射數據分析，探討晶體結構對電子傳導性質之影響。 碘量法滴定搭配熱重損失計算結構中氧缺陷量，發現結構中鍶缺陷將會造成氧缺陷提高，卻因結構對稱性扭曲，限制400~800℃區段之氧缺陷成長。適當鍶缺陷有助於低溫環境下氧缺陷生成，相較於其它樣本具有較高電子傳導性，最佳配比為La0.6Sr0.35Co0.2Fe0.8O3-δ，1300℃燒結兩小時後可達相對密度98.6%，最高導電性出現於操作溫度700℃之453 S/cm。無鍶缺陷之樣本雖可於400℃以上產生更大量氧缺陷，但也因此造成小極化分子跳躍機制對於電子傳導性貢獻度降低。 Rietveld 精算結果中，均能將誤差值降至9%以下，可認為精算模型與真實結構具有相當高之擬合度。綜合各項實驗結果，和導電數據比較後，可將導電行為整理分為數階段：350℃前氧缺陷持續增加而提高電子傳導率，雖然之後氧缺陷成長受結構限制，仍可以持續提升導電性至550℃；晶格膨脹在更高溫區段雖足以容納更大量氧缺陷，但也因此降低跳躍機制之電子傳導性，甚至當溫度達到700℃以上時，半導體形式之傳導機制亦不足以補償因缺陷量過大產生之導電性下降現象。

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潛移深層地滑邊坡案例之變形特徵與運動歷程探討

邊坡崩塌破壞型態相當多樣化，主要受到現地地形、地質材料及地質構造等因素所影響。調查與界定潛在不穩定邊坡的範圍，評估、預測其穩定性與潛在的破壞型態，對於天然災害的防治而言極為重要。深層滑動屬邊坡崩塌類型之一，其特徵為邊坡滑移範圍龐大，短期間的滑移量值卻不明顯，一旦運動加速，極可能引發遽變式山崩。造成此類邊坡滑移的原因常非單一事件造成，而係長時間不同作用累積的結果。平時活動速度緩慢，地表無明顯變形特徵，查覺不易。目前對此類型崩塌的調查方式，以地質地貌調查、鑽孔取樣、變形監測為主，不僅費時費力，亦難以對滑動面位置做一明確的描述。 本研究以台灣東南部嘉寶地區新武呂溪旁一長期滑動之邊坡為例，調查並彙整地形學、地質學與運動學的資料，探討深層潛移邊坡之演化過程。地形學方面應用多期航照製作DTM比較地形與地貌的變化，辨識出多個邊坡滑動體的邊界與不同時期滑動的範圍。地質學方面進行地表地質調查，分析邊坡的材料特性與地質構造的影響，釐清以黑色片岩為坡體主要的組成材料，因片岩易沿片理折斷、剝落，形成地表水入滲的通路，造成岩體長期弱化的動力，並確認邊坡滑動範圍無重大斷層及大型褶皺軸通過。運動學分析方面彙整十餘年來邊坡滑移監測結果，地層滑移深入最大可達70 m，且滑移量最大位置符合1982年與2006年拍攝航照地形差異最大處的結果。最後依據地形學、地質學與運動學的比對結果，探討邊坡的結構束制、滑動體底部位置，並嘗試探討此邊坡之演化過程。