Development of Statistic Framework to Optimize the Tensile Stress of Buckypaper

郭奇龍

指導教授 ： 蘇哲平

國立清華大學/工學院/工業工程與工程管理學系/碩士(2010年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2010.00123

摘要

摘要
巴克紙(Buckypaper, 巴克紙)由於質量輕與多變的物理特性，是當今頗受矚目的新材料。在研究中發現由原本的材料選擇到成品加工製程參數變化，皆會改變巴克紙最後所呈現的性質。在應用上，如何改進製程使成品的品質更好、性質更符合需求是重要的課題。在傳統工程觀念中思考如何改進製程時，由於深受控制變因概念的影響，往往一次只改變一個變數(One at a time approach)，來判斷單一變數對成品品質的影響。但是由於一次只改變一個變數，對於變因和變因間的交互作用則無法探討，只能了解個別變數的主效用所產生的影響。
此外，傳統工程領域中，大多倚賴物理理論與對問題領域的瞭解、經驗來決定應該改變哪一個變數與改變的方向，這種方法在背景知識 (Domain knowledge)豐富與理論完備的成熟領域中非常適用，但是對於背景知識發展尚未臻於完美或嶄新的領域(例如奈米材料與奈米製品研究)上則並不能完全掌握產品特性與製程變數上的趨勢，因此本研究提議使用實驗設計 (Design of experiment) 的方法來解決以上的兩個問題。。
　　而在本文的實驗中，除了使用了常見的實驗設計分析方法(ANOVA)以外，為了能夠在繁瑣的製程中快速找到顯著因子以進行最佳化和改善，還使用了新穎的蘭斯法(Lenth’s method)和克利金法(Kriging)加以輔助。實驗結果顯示，針對mean和variance可求得製程最佳之線性與非線性迴歸方程式，並可根據方程式進行統計上的分析，求得最佳參數設定和最大結果張力值。本法經驗證證實可在眾多變化因子的情況下，可正確的建立製程模式探討。

關鍵詞：巴克紙、實驗設計、背景知識、最佳化

關鍵字

巴克紙 ； 實驗設計 ； 背景知識 ； 最佳化

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Buckypaper ； Design of experiments ； Domain knowledge ； Optimization

參考文獻

[2]Charles R. Hicks, Fundamental Concepts in the Design of Experiments, 3rd edition , 1982, Saunders College Publishing, FL.

[8] Tao Liu, T.V. Sreekumar, Satish Kumar, et. al., 2003, “SWNT/PAN composite film-based supercapacitors”, Letters to the editor / Carbon 41, pp. 2427-2451.

[1] Robert O. Kuehl, Design of Experiments: Statistical Principles of Research Design and Analysis, 2nd edition, 2000, Pacific Grove, CA.

[4] B. I. Yakobson, C. J. Brabec, J. Bernholc, 1996, “Nanomechanics of Carbon Tubes: Instabilities beyond Linear Response”, J.Phys.Rev.Lett., Vol.76, pp.2511,1996.

[5] E. Hernández, C. Goze, P. Bernier, A. Rubio, 1998, “Elastic Properties of C and BxCyNz Composite Nanotubes”, Phys Rev.Lett., Vol.80, pp 4502.