崑山科技大學機械工程研究所學位論文
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液晶顯示器背光模組之導光板，於其上使用微結構已經逐漸普遍，但是加工技術與光學設計參數，仍在研究開發中，光學設計好之參數須轉換到加工機上做加工，以一個14”大小的模仁進行加工的時間大約是一天左右，時間長，加工後還須合模，架上成型機台射出，再將成品組成模組量測其光學，如果光學沒達到規格，那必須重新設計再次加工，因為不知道參數，所以需要很多時間及經驗去重複這些工作。 本文係利用液晶顯示器背光模組使用之導光板，進行光學設計，並將參數套用在光學分析軟體上，進行各項幾何參數對光學性質影響的分析，並觀察出光面光學之變化，分析結果可以提供光學相關產業做設計時之參考。
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三菱汽車所使用的F4A41自動變速箱，其換檔控制方式採用離合器至離合器之型式，這種設計可以省去單向離合器控制型式所使用之單向離合器，如此可使變速箱之體積更小、重量更輕與成本更低；但這也使得換檔時的抖動更大，換檔控制的難度提高。 本論文使用MATLAB/Simulink套裝軟體撰寫自動變速箱和順滑模態控制器的模擬程式，進行自動變速箱從一檔切換到四檔和加入順滑模態控制器的特性分析。最後依據模擬與實驗的結果進行自動變速箱參數辨識以及與順滑模態控制器性能比較。
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本研究之目的在於利用反置擴散火焰，探討燃料濃度、氧氣濃度、沉積位置以及金屬觸媒催化方式等參數對燃燒合成奈米碳結構之成長機制及其結構的影響。研究中擴散火焰可提供燃燒合成所需的熱源和碳源，而以鎳網格當作沉積基板則提供合成所需的金屬觸媒。合成的奈米碳結構，以掃描式電子顯微鏡(SEM)、穿透式電子顯微鏡TEM和拉曼光譜觀察分析不同實驗條件下所生成之奈米碳結構的形態和微結構。結果發現基板上沉積之奈米碳結構以奈米碳管與奈米碳球為主。以奈米碳管生成情況而言，氧氣濃度從21%提高至40%時，生成範圍會變寬且數量會變多。若以奈米碳管與奈米碳球共生來看，其大部分都生成於氧氣濃度30%、35%及40%合成區主要在火焰面附近，且高氧氣濃度時的生成範圍及數量都大於低氧氣濃度。再以奈米碳球來看，其大部分都生成於30%、35%及40%，且會發生在火焰面內側(氧氣側)，其原因為火焰面裡面有充足的碳源和合適的氧氣濃度和溫度，由以上結果可得知，氧氣濃度對於合成奈米碳結構有重要的影響。欲大量生成奈米碳結構需有適當的火焰參數(碳源、熱源(溫度)及氧氣濃度)和金屬觸媒催化。
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本研究使用的奈米流體以水作為基礎溶液，乙二醇為分散劑；將兩者以適當比例調配混合使用超音波震盪法，讓奈米碳管表面能被削弱，使其有效地分散於水溶液中。製作過程中添加適當的界面活性劑及高分子聚合物(阿拉伯膠)可有效減少奈米碳管因凡德瓦力所造成團聚現象而沉澱。平板散熱器為質輕且幾何結構簡單的密閉容器，內部抽取真空，並注入工作流體(working fluid)後，流體在加熱端吸收熱量，並使工作流體由液態轉變為氣態，當蒸氣壓會逐漸升高，氣體會流往壓力低的冷凝端形成蒸氣流，最後蒸氣在冷凝端釋放熱量並沿壁面凝結成液體，隨即沿溝槽回流於加熱端產生自然對流。由熱阻抗測試機在20W、40W、60W、80W、100W電功率所量測之平板式熱管以奈米流體為工作流體的阻抗值，其數據分別為0.54℃/W、0.48℃/W、0.45℃/W、0.47℃/W，結果顯示可有效增加熱功率減少熱能損耗。
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隨著液晶顯示器、微機電系統及薄膜太陽能產業技術的快速發展，使得微奈米薄膜製程日益重要。然而，微觀與巨觀性質差異甚大，故必須使用新的量測方法得到所需之微觀特性，因此微/奈米尺度下薄膜材料機械性質就非常重要。 本研究主要將不同性質之金屬鍍於不同基材上，探討相互作用下微奈米磨耗行為與薄膜性質之關聯。實驗中使用微奈米薄膜性質量測儀(NanoTest)，以銷對盤實驗方式，藉由改變施加負荷量測摩擦係數，並以掃描式電子顯微鏡觀察磨痕寬度與表面磨耗型態，針對薄膜表面微奈米磨耗行為機制作分析。 由本文實驗結果得知：將金屬材料(銀、鋁、銅及鈦)各別鍍於聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基材上，在施加負荷1mN時，由於表面粗糙峰端相互接觸，使平均摩擦係數反而增加；而在施加負荷較大(200mN)時，由於薄膜受力則表面產生犁割現象，使平均摩擦係數增加。鈦金屬鍍於不同基材(聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃及矽晶圓)上，探討基材效應的影響。鈦鍍於軟基材(PMMA)上，當施加負荷超過100mN時，薄膜表面受剪力作用而剝離基材；反之，鈦鍍於硬基材(玻璃與矽晶圓)上，於施加負荷1mN時，因表面受黏附力影響形成微焊點，在剪力作用下使其滑動分離產生滯滑現象；另外，施加負荷100mN時，薄膜表面磨痕並無破裂，因基材屬於硬質性材料，而使平均摩擦係數較低。經由本文實驗結果，將可得到薄膜與基材相互作用之微觀磨耗型態，有效地了解微奈米磨耗行為機制。
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一般機車噴射引擎之空燃比大多控制在理想的14.7，其目的是可以提高觸媒轉化器的轉換效率，減少排放污染。但如此的理想空燃比之設計，不見得使機車省油。目前機車上已經安裝的觸媒轉化器只有氧化觸媒部份，因此還另外安裝二次空氣裝置以增加排放廢氣中的含氧量，用以提高氧化觸媒的轉換效率。 本研究提出機車噴射引擎的稀混合汽控制概念，主要是可有效降低油耗，又不會影響氧化觸媒的轉換效率。因為在中低速行駛狀態或減速狀態下，控制噴油量使得混合汽較稀，如此可以降低機車燃油消耗，同時又不會影響氧化觸媒的轉換效率和壽命。在機車高速行駛時，因為排氣管內的正壓緣故，二次空氣裝置無法打入新鮮空氣，因此使用較稀的混合汽可增加排放廢氣中的含氧量，即可以提高氧化觸媒的效率，減少機車的排放污染。 本研究進行方式為先建立理想混合汽的控制技術，再使用前饋控制（feedforward control）和回饋控制（feedback control）的控制策略，控制混合汽空燃比在理想值14.7附近。接著修改前饋控制和回饋控制策略，控制混合汽比理想值較高，同時發展混合汽空燃比的估測技術，僅利用含氧感知器的回饋信號就能正確地估測真實空燃比。接著在測試台上實驗驗證噴油控制策略和空燃比估測器的功能與其正確性。
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對太陽電池來說，元件表面之反射率一直是極為重要的角色，因此，我們必須利用抗反射膜來增加入射光在電池表面的穿透率。本研究之多層奈米薄膜鍍於以矽基薄膜太陽面板的玻璃上，可提升對太陽光的吸收波長範圍，且具有較優之抗反射率，由此可提高轉換效率。 本研究採用薄膜分析軟體，TFCale，進行初步分析適用於抗反射層之鍍膜材料，並探討其中單層薄膜與多層薄膜堆疊光學性質。 在本實驗中，採用真空濺鍍機來鍍製複合層之二氧化矽與氮化矽奈米薄膜。藉由調控氮氣及氧氣的比例，在基材上形成多層結構之二氧化矽與氮化矽之抗反射層薄膜。使用的靶材為P型矽靶，純度為99.999%。在雙層膜設計搭配上, 促使吸收光譜介於380nm~1200nm間。在雙層膜設計搭配上, 促使吸收光譜介於380nm~1200nm間。於可見光波段(380nm~780nm)平均穿透率達93%，相對於未鍍膜前玻璃的平均穿透率90%，已提升3%。而將二氧化矽與氮化矽奈米薄膜鍍在透明導電(TCO)玻璃上，在380~780nm處已達到68.4%，相對於未鍍膜前之穿透率(67.6%)相比已有提高約1%; 在570~640nm處已達到75.4%，與未鍍膜前相比已有提高約8%之多。
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潤滑油脂為工具機等機器設備及其零組件之血液，油品更換週期長短更是影響機器壽命與環境保護之間的重要課題，本論文在國科會小產學計畫經費支援下，首將專家系統應用於機械設備磨潤性能監測與診斷，提供油品銷售廠商或是各類工廠機器設備檢測維修運用，以下三個方面是本文將逐步導入計劃合作廠商專家系統的重要運用： 一.提供現場人員在油品檢測方面的支援，並可當作工程師或潤滑專業人員的訓練工具與即時查詢的功能，對於新手有教育訓練的功用。 二.將使用油品的狀況建立成資料庫，並追蹤油品使用狀況，除了以傳統的油脂性能指標數值判斷換油週期外，獨創「性能變化加速率」及「多點移動平均性能變化率」之方法來輔助判斷，使本專家系統更能合理判斷最佳之換油週期，尋求機器性能、壽命與廢油污染環境之兩難議題間的最佳解決方式。 三.當逐漸建立每種油品運用於客戶之各種機器的檢測結果後，便可運用這些檢測結果，作為開發其他工廠或類似機器時，油品選用的參考。藉由所建立之油品資料庫與適用表，並可選擇油品較重要之性能項目而予以加權計分，以作為油品選擇之依據。對油品廠商而言，可運用於研發新油品，如判斷最佳添加劑成分與含量，使本專家系統成為研發之好幫手。
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本研究主要以真空濺鍍機(Sputter)與電子束蒸鍍機(EBE)系統成長Mo/Cu-In層，再以硫化法成長CuInS2薄膜。製程方面除了硫化法於大氣環境下進行外，其餘皆在低真空環境中採取物理氣相沉積法(PVD)成長薄膜。本實驗研究方法不同於傳統以共蒸與硒化法製造CuInSe2薄膜，可大幅的降低製造成本與製程時間。 由於CIS薄膜太陽能是利用Mo金屬薄膜來當作太陽能元件的背電極，主要功用是作為歐姆接觸。本實驗使用濺鍍功率100W到600W將Mo薄膜沉積在玻璃基底。由膜厚分析中發現，以600W所鍍製之Mo薄膜表面均勻性較佳。並藉由電性分析得知，Mo薄膜與CuInS2薄膜為歐姆接觸。另外在硫化部分，以425℃硫化60分鐘與90分鐘可得到較均一的CuInS2的相。不過In在硫化的過程中，會因為硫化時間的增加與硫化溫度升高而加快流失。導致硫化後的CuInS2峰值強度降低，不過可藉由調高預沉積Cu-In層的In的比例來解決問題。CuInS2薄膜經由電性量測結果顯示為P-type，載子濃度、遷移率與片電阻，各在1019~1020(cm-3)、10-2~10-1(cm2/V-sec)與10~102(Ω/cm2)之間，與文獻資料相差不大，故確定本研究方法的可行性。
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貝類成長時不須換殼，文蛤殼開口處之顏色可用來判斷其健康程度。這些很平凡的現象其實背後隱藏著不平凡的鈣化機制。海洋裡有為數眾多的生物，包括貝類、珊瑚、浮游生物和藻類等，都有鈣化能力。但因人類大量使用化石燃料使海洋酸化，這些生物的鈣化能力受到威脅。 從化石記錄知道地球曾發生數度的物種滅絕，其中至少有三次海洋鈣化生物承受最大損失，原因是海水缺氧或海洋酸化。 貝類的殼含兩種碳酸鈣結晶，一是亞穩態的霰石結晶，另一是穩定的方解石結晶。我們要研究的文蛤及大部分的軟體動物會先製造霰石，再將霰石轉成方解石結晶。我們發現霰石-方解石的轉換對文蛤的生長是個關鍵。影響轉換除了化學因素外，機械力學也很有關係，因為碳酸鈣的穩定度與壓力有關。貝類的碳酸鈣結晶只產生在開口處，殼會隨身體成長，有個有趣的力學機制在控制晶相的轉換。研究鈣化機制的細節，在人類面臨海洋酸化的時代是很有意義的。