清華大學材料科學工程學系學位論文
國立清華大學,正常發行
選擇卷期
已選擇0筆
- 學位論文
為了改善BaCe0.8-xZrxDy0.2O3-δ材料系統的熱穩定性，本研究以化學法合成SrCe0.8-xZrxDy0.2O3-δ (x=0.1-0.4) 和BaCe0.5M0.3Dy0.2O3-δ (M = Ti, Sn, Hf, Zr)，分析其成分對導電率與熱穩定性的影響。實驗結果發現導電度與晶格常數和結構對稱性成正相關；熱穩定性則隨著結構對稱性和摻雜離子的電負度 (Electronegativity) 增加而提高，且不同成分的相對穩定性與熱力學估算的趨勢接近。BaCe0.5Sn0.3Dy0.2O3-δ在本實驗的所有成分中對二氧化碳和水具有最佳的熱穩定性，兼具不錯的導電度。進一步探討其缺陷化學，發現導電度與氧分壓的1/4次方有線性關係，與實驗結果相符。由離子與電洞遷移數得知，BaCe0.5Sn0.3Dy0.2O3-δ在低氧分壓下為純離子導體，在高氧分壓下則為離子與電洞的混合導體，有潛力做為IT-SOFC的陽極、電解質和陰極材料。
若您是本文的作者，可授權文章由華藝線上圖書館中協助推廣。
- 學位論文
烏賊骨板是堅固的浮力控制裝置，能使烏賊輕易地在海水中維持固定的位置。它必須能承受靜水壓力，同時重量必須夠小以獲得足夠的浮力。在本研究中，我們探討虎斑烏賊(Sepia pharaonis)骨板的結構與機械性質。骨板微結構的特徵以立體顯微鏡、X光斷層掃描技術以及電子顯微鏡觀察之。骨板具有獨特的孔隙結構，其化學成分90%以上由碳酸鈣所組成，其餘的有機物為幾丁質與蛋白質。平行而層狀堆疊的薄板之間由許多薄壁支撐，每層薄板的間距由200微米到400微米不等，立體顯微鏡的鑑定顯示出，薄板間距呈現由腹部增加到背部的趨勢。於每個腔室中，許多有機薄膜位於薄壁之間。藉由對乾燥、新鮮的試片進行三種方向的壓縮測試: 平行薄板、垂直薄板以及與薄板夾45度角的施力方向量測骨板之機械性質。結果顯示薄板展現比薄壁優越的機械性質，機械性質呈現異向性質。在不同程度變形後的試片以電子顯微鏡、X光斷層掃描技術分別觀察表面與內部結構形貌，進而探討於骨板孔隙結構的變形機制。我們亦研究構成骨板的有機物以及無機物在力學上扮演的角色，結果顯示骨板的強度由兩者的相輔相成貢獻而得。此研究成果可進一步應用於設計新型仿生複合材料或生醫領域 。
- 學位論文
本實驗藉由雙離子束濺鍍系統(dual ion beam deposition system，DIBD)鍍膜底層反鐵磁NiO (16nm)以及鐵磁層Ni3Fe(11nm)，基板為Si(100)方向接著經過廠商處理成長出90 nm的SiO2與MgO(110)單晶基板。我們改變輔鍍射頻離子源的轟擊電壓(VRF=100、200)，固定氧流量為0.3sccm，固定氬氣流量為2.5sccm以及固定射頻離子源的轟擊電壓(VRF=100)氬氣流量為2.5sccm、改變氧流量(0.2、0.3、0.4 sccm)。在室溫的情況下進行鍍膜沉積。我們可以從HRTEM( high resolution transmission electron microscope )分析中發現在SiO2基板中NiO與Ni3Fe主要優選方位為(111)(200)與(220)方向與XRD結果一致。當轟擊電壓從100V 10.71%O2提升為200V 10.71%O2時，我們從XRD峰值的面積可以發現轟擊電壓為100V時I220/ I111=0.42，當轟擊電壓為200V時I220/ I111=0.68，也就是當轟擊電壓變大時，其優選方位會從(111)轉變為(220)，結構上的改變我們也從HRTEM中可以清楚看到，當轟擊電壓為100V時，其磁易軸方向有傾向於垂直介面的方位排列，與平行膜面的夾角為55.95゜，但在轟擊電壓提高為200V時，磁易軸的方位開始偏移直介面，與平行膜面的夾角為44.59゜，並且我們估算100V與200V 10.71%O2在NiO/Ni3Fe介面粗糙度，可以發現在100V SiO2中粗糙度為9.1 Å、200V為7.3 Å，在MgO基板上100V時粗糙度為3.9 Å、200V為2.6 Å，由此可發現當轟擊電壓上升時NiO/Ni3Fe介面會被轟的較為平坦，然而當氧含量降低到100V 7.41%O2時，在SiO2基板反鐵磁層中會有部分鐵磁成分Ni鑲嵌在NiO 基地裡，但在MgO(110)基板中並沒有在反鐵磁中發現鐵磁Ni的成分。 在MgO(110)基板中我們成功製備了100V 10.71 %O2 、200V 10.71% O2以及100V 7.41 %O2，從HRTEM的分析結果可以看到其zone軸為[001]並且成長方向為垂直介面(110)的方向進行磊晶成長，也因此我們限制了其優選方位。 我們藉由VSM (vibrating sample magnetometer)和SQUID(superconducting quantum interference device)去量測100V 10.71% O2 與200V 10.71% O2在SiO2與MgO(110)上的交換偏壓值，發現在SiO2基板上隨著轟擊電壓提高交換偏壓值上升是由於結構上的變化導致磁易軸的轉變，而在MgO基板上結構上並無改變，因為粗糙度的關係使得轟擊電壓提高交換偏壓值降低。