崑山科技大學機械工程研究所學位論文
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本研究將純銅試片表面電鍍陶瓷微粒錫基複合鍍層，並以不同垂直荷重及加熱溫度為操作參數，實驗量測陶瓷微粒錫基複合鍍層之接觸熱阻。並且，將陶瓷微粒錫基複合鍍層與純錫薄膜之接觸熱阻進行比較研究，以釐清陶瓷微粒於接觸界面間對於接觸熱阻之影響。本研究並進一步利用機械加工原理將純錫、純鋁及純鋅對銅試片表面進行磨鍍加工，且研究該純金屬磨鍍薄層對於接觸熱阻之影響。 實驗結果顯示陶瓷微粒錫基複合鍍層於輕、中負荷下其接觸熱阻略高於純錫薄膜之情況；而於高負荷下其接觸熱阻則較小於純錫薄膜之情況。由SEM觀察得知，陶瓷微粒填入空隙及其本身之高絕熱性為影響接觸熱阻的二項主要因素。至於純金屬磨鍍薄層之研究則顯示錫磨鍍薄層之接觸熱阻較小於純銅試片之情況，然而，鋁及鋅磨鍍薄層之接觸熱阻則較高。由SEM觀察得知，錫磨鍍薄層為均勻薄膜結構，而鋁及鋅之磨鍍薄層則為不均勻之接合部成長組織，故影響純金屬磨鍍薄層接觸熱阻之主要因素為微真接觸面積之大小。本研究因此而提出以接觸熱阻的變化反推界面間陶瓷微粒分佈型態與實際真接觸面積之構想。
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小型飛行器中是為了能夠在特殊環境從事勘查與聯繫的工作而設計的。小型飛行器以機翼的運動模式可分類為固定翼、旋轉翼、以及拍撲翼等三大類。本研究目的在於設計與製作具有翅膀且近似鳥類飛行拍打運動的七桿十接頭拍撲翼機構。首先探討拍撲翼機構拓撲構造特性，根據此特性設計與製作一組七桿十接頭拍撲翼飛行機構，接著推導運動方程式，進而設計上拍撲角40°及下拍撲角30°的機構運動尺寸，再探討鳥類飛行原理後，設計一組具有模仿鳥類100公分翼展的翼型，並以此設計的成品進行飛行實驗與分析探討拍撲飛行所產生的浮力與推力現象。實驗結果發現，翼展100cm於高頻率拍打時，有較佳的拍撲翼飛行效果，這些具有升力的實驗結果證明本文所提理論與設計方法是可行的。
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本研究建立了一套先藉由觀察液滴受熱行為與微爆現象的實驗裝置，針對不同的乳化燃料液滴(低硫乳化燃料油、高硫乳化燃料油、現地調配乳化燃料油)等，觀察其在加熱環境中受熱產生微爆的現象和不同的加熱環境溫度下(TC c=300℃、400℃和500℃)與微爆現象間的關係變化，爾後再進行工業燃燒模擬設施之實際測試以評估各待測油品之節能效益，至於工業燃燒模擬設施測試除了上述油品外，也進行了酒精乳化燃料油、添加增能劑A和B之燃料油及TAR(焦油燃料油)等的測試。 由以上實驗流程可快速的先以微爆實驗掌握微爆現象較佳之油品，藉以節省工業燃燒模擬設施之測試成本，之後再進行燃燒測試分析待測油品之節能效益。而乳化液滴的微爆現象，依照高速攝影機影像觀察微爆後液滴碎化之情況，可分為噴氣現象、膨脹現象以及蒸發現象等。由微爆實驗結果得到，低硫乳化液滴隨著加熱環境溫度越高，微爆現象發生越早，也越強烈，而且高硫乳化液滴也有相同的趨勢；至於現地調配乳化液滴則隨著加熱環境溫度越高，其微爆現象越趨強烈，但並不會使微爆現象提早發生。 在工業燃燒模擬設施測試方面，低硫乳化燃料油和高硫乳化燃料油皆因含水量關係，使得加熱效果不盡理想，但廢氣排放則有不錯之表現；現地調配乳化燃料油也因過多的添加劑含量導致加熱效果也不盡理想，但廢氣排放也有不錯之呈現；而酒精乳化燃料油除加熱效果佳外，廢氣排放方面則有不錯之表現；另外添加增能劑A和B之燃料油則以增能劑B最能達到節能之目的，且也為眾多工業燃燒模擬設施實驗結果中較為顯著之添加劑；至於TAR(焦油燃料油)則因會造成積碳現象，為其最大缺憾。
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本文研究利用DC磁控濺鍍技術沉積TiN/NbN多層薄膜，以TiN和NbN單層交替沉積在模具鋼。探討不同層數及退火後之磨耗及機械性質。以XRD分析其晶體結構，奈米壓痕(NIP)量測薄膜之硬度、楊氏係數。 結果顯示，層數為8時，其結晶相之繞射峰強度較低，然隨著層數之增加，繞射峰之強度也隨之增強，當層數到達64層時，薄膜之從優取向以TiN(111)、NbN(220)為主，薄膜表面之結構較為緻密，孔洞相對減少，表面呈圓粒狀組織。經退火400℃持溫1小時後，薄膜經整體擴散及再結晶因素而形成結合性較好之等軸晶組織。當層數為64層時，TiN/NbN多層薄膜之硬度值及楊氏係數較優於其它層數，且塑性變形量最小，其彈性回復率高達39 %。磨耗分析結果，隨著層數之增加，摩擦係數及磨耗深度也逐漸減少。
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本研究利用反應磁控濺鍍設備，改變氮氣流量，鍍層氮化鋯薄膜在模具鋼(SKD11)上。研究氮氣流量的變化對退火前後的機械性質與磨耗性質的影響。利用XRD觀察薄膜結晶情形，並利用掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察表面形態及以原子力顯微鏡(AFM)觀察表面粗糙度，膜厚量測使用探針式表面輪廓儀，利用奈米壓痕分析微硬度及楊氏係數值，以及使用Pin-on-disk磨耗試驗分析摩擦係數。 XRD分析結果顯示，氮氣流量在4sccm以下有ZrN(111)、(200)結晶向，而氮氣流量高於4sccm，無明顯的ZrN結晶向。在機械性質方面，退火後之楊氏係數與奈米硬度值均有提升的現象，經由pin-on-disk磨耗測試後，發現退火400℃後，氮氣流量32sccm時，有較優異的摩擦係數。
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隨著世界能源短缺與環保意識的抬頭，有效利用能源及降低污染排放乃為世界各國目前極為迫切的課題。車輛污染為都會區的主要空氣污染源，故能源的有效利用與污染排放的減量，為改善都會區空氣品質的有效方法。引擎使用潔淨能源為燃料，為現今世界的主要趨勢。由於氫氣燃料具有極快速的火焰傳播速率，可在較稀混合氣下正常燃燒，若將氫氣導入為引擎添加燃料，除了可有效降低引擎的污染排放之外，亦可改善熱效率，達到省油的效果。 本研究將重組器裝置於實車上，配合燃料及空氣供應控制系統於車體動力計上進行測試。重組燃料採用罐裝瓦斯－丁烷為重組燃料，經電漿重組器重組產出之富氫氣體被導入引擎作為添加燃料，進行實車穩態及暫態測試。測試項目包括廢氣排放特性、燃料消耗及溫度等運轉特性，以瞭解導入富氫氣體之後的行車性能、燃料消耗及污染排放等特性。並以試片承接重組過程所析出之碳粒，利用SEM拍攝鑑定碳粒析出情形。 由SEM照片的觀察，O2/C為0.40-0.50之碳粒顆粒較大，且較為明顯；O2/C為0.55-0.60的積碳較不明顯。再經由重組器及實車初步實驗測試比較之後，本研究選用O2/C為0.55與丁烷流率為1.16 L/min做為實車行駛時重組器的操作參數。於實車測試方面，低速時能量消耗改善率最佳可達12.2 %，高速時改善率則不明顯；在CO及HC污染排放大致可與原車相近的情況下，均可維持在48%以上的最佳NOX改善率。ECE-40行車型態測試結果，NOX的改善率為34%，HC則有4.08%的改善率，但CO排放則升高。而添加富氫氣體之後與原車者的加速特性相當接近。整體而言，添加富氫氣體之後，若能慎選重組器操作參數，穩態行車測試者，在較低速行車時，可在較低CO及HC污染排放下，獲得NOX污染排放的改善；高速行車者，NOX污染排放仍可獲得改善，但CO排放較不易降低。暫態行車者，適當選用重組器操作參數，仍可獲得污染排放的改善，但因隨車速、引擎進氣負壓的改變，不易控制進氣及供油量，故油耗改善較不易。
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本論文以光學模擬軟體Tracepro分析、設計具有防眩光功能之白色發光二極體(LED)照明燈具。透過拋物面鏡的設計，使原本點狀光源的LED，產生近似平行光的路徑，在調整反射板角度後，除了可使LED光源不為使用者直接目視外，另可進行光形的調整。本照明燈具使用36顆1W LED，可使離地面2.65m 處達到434 lux之平均照度。
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近年對於顯示器背光模組光學的研究相當廣泛，其中以導光板微結構光學輝度與均齊度為研究之重點。因導光板(LGP)為液晶顯示器(LCD)背光模組的重要元件，可控制液晶顯示器之光學輝度值大小與均齊度分佈；故要增加液晶顯示器光學顯示效率及輝度均勻性，就必須針對導光板微結構作設計。 本研究之重點為導光板V溝（V-Cut）微結構設計，主要針對V-Cut微結構對於光學輝度分佈的影響，本文分析中對於底部V-Cut角度、V-Cut密度、V-Cut深度，入光側V-Cut角度、入光側V-Cut密度、入光側V-Cut深度及LED出光面表面微結構分別做改變，且變更會相互影響的幾何參數，探討光學輝度改變之情況。 經本文分析可得知，底部V-Cut微結構之密度愈大時，光線愈容易集中在前段；而當改變深度時，同時改變密度的會比改變角度的效果較佳。而改變角度時，同時改變深度的效果會比改變密度為佳。 入光側V-Cut微結構當V-Cut密度愈大時，光線愈容易集中在光源前端區域。當改變角度時，同時改變密度會比改變角度佳。而當改變深度時，同時改變角度的效果會較佳。 而在LED的表面建構弧狀結構，本文分析結果證實，輝度比無弧狀結構輝度高出450~600流明，且輝度值最高與最低的比值也由原本的10:3提升到10:8，可提供業界設計之參考！
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有效能與節約的技術，用在大量儲存的熱能或是蓄能管理，在學術的文獻上研究非常深遠，然而相變化材料（PCM）潛熱儲存過程中，具有高能量存儲密度和恆溫控制相變化，在整個過程期間具有非常前瞻性，因此將存儲運用在綠色節能建材其為相當重要，潛能儲存與建造產品之結合非常具有高度幫助，增加大樓熱能儲存容積，可提升人類舒適並減少室內空氣溫度頻率搖擺，讓室內的恆溫並延長時間。在建築過去十年PCMs領域，有幾個大有可為研發加熱和冷卻的建築應用，不同PCMs融化並且在不同範圍相變話材料凝固，在許求應用過程中使它更佳注目，本論文嘗試研究將熱性能管理將無機化合物PCM的熱能管理之熱能儲存儲系統，應用在商業及住宅建築貨櫃。商業HS-207(熔點27.69℃，熔化的焓194.5 kJ/kg) 格林高科技能源有限公司引進，印度同步使PCM[www.ghel.in].，每件PCM模組尺寸41.5 x 21 x 2.5 cm3，重量為2.2公斤，總共40個PCM模組安裝於建築貨櫃天花板，並與參考物之建築貨櫃產生溫度差△T，此△T差值具有幫助建築貨櫃重大影響，另外在低溫環盡下，PCM相變化材料具有阻隔室內溫度熱傳。