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FE-510 低合金高強度鋼與鎳基625 合金 進行多道次異金屬焊接特性與微結構之研究

本文係針對壓力容器用FE-510高強度低合金鋼作為容器本體材料，另以Inconel 625鎳基合金作為導入工作液體、電纜群或相關裝置之導管材料，二者以手動式遮蔽金屬電弧焊接法予以結合；另因工作環境限制、使用壽命與兼顧製造生產成本並視構件使用實況，需進行異金屬多道次重覆切割-焊接作業，囿於重覆切焊加工，因受熱輸入量影響，勢將影響母材之性質，故有其研究探討之必要性。 本研究選用FE-510碳鋼與Inconel 625合金，規劃4組實驗組，分別 進行1、3、6、9道次重覆切焊作業，藉由X-ray檢驗、金相顯微組織分析、SEM表面形貌觀察、硬度及拉伸實驗與EDS成分分析，探討原母材材質之變化。 研究結果顯示：經多道次切焊輸入熱量與空冷過程，已顯著改變 原FE-510鋼材之組織，並有偏析現象及費德曼組織之產生，Inconel 625合金之金相組織則無顯著之改變。由拉伸實驗結果得知，經9道次切焊之實驗組，其降伏及抗拉強度成明顯下降趨勢，伸長率則隨著加工次數增加而增加。另FE-510鋼材硬度先是呈現較母材為高之硬度值，後隨切焊加工次數增加，其硬度值愈低，與金相組織改變及拉伸試驗所得數據相互吻合。

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健身器材之傳動軸的設計與應力分析

本文目的是針對健身器材重力訓練機的主要傳動結構件，以有限元素軟體(COSMOS)分析模組模擬其軸與孔若以傳遞動力為目的，須以何種設計方法達成所需之保固壽命。利用有限元素分析軟體在重力訓練機的主要傳動結構件上應用，針對傳動件各種結合方式對結構運動型態與應力分佈的影響程度作分析，並歸納各參數對傳動件安全因數的影響﹐再以模擬最佳結果求得最合適結合設計達成長壽命的保固要求概念。 本研究中亦將各種設計型態皆以實驗列為佐證。

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直流無刷馬達驅動系統於變動負載的設計與實現

本論文以數位信號處理器DSPIC30F4011為控制核心，進行直流無刷馬達驅動系統於變動負載上控制研究。一般馬達常遇到負載變動下不能在最佳運轉點運行，而普通開迴路定v/f速度控制，又容易受負載變動影響。因此控制策略上提出閉迴路積分比例(IP)控制法則與無衝擊轉換速度控制及互補式脈波寬度調變控制方法以進行直流無刷馬達的速度控制，藉此能降低系統響應的超越量及減少上升時間，在進行幾種不同情況下測試，如無載、加載、變動負載及拖帶防制，並估測調整出最佳參數值，以擁有強鍵平順的輸出轉矩與速度響應更快速，使驅動系統能獲得更佳的速度暫態響應與負載干擾消除能力，以達到負載變動時的速度安定性，經測試符合預期研究目標。此外，本論文以實際變動負載機裝載直流無刷馬達進行測試，再搭配Visual Basic(VB)軟體建構擬人化的人機介面，使用者可透過監控視窗監控馬達的動態運轉狀況，以利驗證本篇論文所提出方法的正確性及可行性。

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電磁水閥設計之流場模擬分析與田口方法應用

電磁水閥在產業界乃為因應客戶的個別需求且講求時效的一種產品設計；因此利用電腦輔助設計模擬的方式以取代已往的試誤法，修改其中參數值以符合設計需求，為當前最有效且經濟的方法。本研究乃應用計算流體動力(Computational Fluid Dynamics, CFD)商業套裝軟體來模擬電磁水閥流場的狀態，並以田口方法(Taguchi method)來探討各可信賴參數對電磁水閥的性能影響；依照規範需求下，其結果顯示，當入口壓力會有不同的變化，而其出口流量仍需保持在某一定範圍的條件下，則出口的孔徑及節流器的適宜設定，是電磁水閥最重要的設計參數，並符合客戶的功能需求。

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奈米光觸媒之分析與應用

本研究是針對奈米二氧化鈦光觸媒材料的物理特性、化學反應及其所產生的淨化環境效果進行分析討論與試驗，讓大家能夠清楚了解二氧化鈦光觸媒的特性及效果。本研究試驗應用主要分為防黴抑菌及除污清潔兩部份來進行討論。在防黴抑菌試驗過逞中，噴塗二氧化鈦溶液於容器上，然後利用紫外光照射，探討其變化，以驗證光觸媒防黴抑菌之效果。在除污清潔試驗過逞中，噴塗二氧化鈦溶液於海棉布，然後將汙染物滴在海棉布上並以紫外光照射，探討其變化，以驗證光觸媒除污清潔之效果，污染物濃度則為甲基藍溶液稀釋50倍來模擬污染程度。 研究結果顯示，當二氧化鈦光觸媒在經過紫外光照射開始進行反應後，其防黴抑菌及除污清潔等效果會開始產生效用，驗證了奈米二氧化鈦光觸媒具有防黴抑菌及除污清潔的效果。

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定熱通量加熱下完全展開層流管流之熵產生分析

本研究之目的在於利用熱力學第一、第二定律，在定壁面熱通量邊界條件下，探討高寬比( )、角度( )、熱通量( )和截面積( )這四個參數對完全展開層流六角形和梯形截面管路之熵產生的影響，並以熵產生最小的方法，分析在不同的參數下，使熱力系統之熵產生最小的最佳雷諾數，以達到最少的可用能損失。 結果得到：隨著雷諾數 增加，熱傳熵產生 逐漸減少，而摩擦熵產生 逐漸增加。由於Re對 和 為相反的效應，因此，存在一最佳的 值( )使得總熵產生最小。當雷諾數 較小時，流場中熵產生主要來自於有限溫差熱傳所引起的熱力學不可逆；而當雷諾數 較大時，流場中熵產生主要來源則為黏滯摩擦所引起的熱力學不可逆。隨著 逐漸增加，總熵產生(Overall Entropy Generation)先逐漸減少，到達熵產生最低值後，又逐漸增加。 不管六角形管或梯形管，在雷諾數 較大時，熵產生和泵巨滫怬㊣H截面積( )或高寬比( )的遞增而遞減；然而，熵產生卻隨著夾角( )或熱通量( )的增大而增大，且泵母H著 增大或 降低而增大。因此，隨著 或 越大，熵產生最小值(Nsmin)就越小，而其對應之最佳雷諾數 越大。隨著 越大， Nsmin越大，且其對應之 也越大。有趣的是不管六角形管或梯形管，由 到 時，熵產生的最小值Nsmin會先降到最低點，之後，從 到 時，會再漸漸的上升，亦即，當 時，Nsmin值最小。此外，六角形管在夾角 和 的情況下，當 <1時，總熵產生隨 值的增加而減少，並在 =1附近達到最低的總熵產生；之後，當 >1時，總熵產生就轉變為隨 值的增加而增加。

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可變手杖機構設計與分析

本論文研究結合手杖跟椅子雙重功能輔具的可變手杖機構設計。本文研究重點是可變手杖機構的創新機構設計與桿件強度設計。本研究首先分析現有可變手杖機構的拓撲構造與運動特性，據此分析結果訂定可變手杖機構的拓撲構造與運動特性的設計限制，再藉由設計限制與顏氏創新機構設計方法合成出11個新型可變手杖機構，接著推導一個新型可變手杖機構的力量方程式，進而依據符合人體工學標準的手杖的桿件尺寸條件與桿件最小受力的條件限制，利用最佳化設計方法合成可變手杖機構的桿件尺寸，最後分析各桿件與銷承受的應力狀態確保可變手杖機構中各個桿件強度皆符合設計需求。本文完整探討可變手杖機構的創新機構與機件強度設計，設計結果符合理論推導亦驗證本研究的可行性。

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水潤滑下金屬配對之磨潤特性研究

本研究團隊過去已成功發展摩擦帶電機制成為動態監控金屬薄膜磨潤特性的新方法，並且發現不管是就靈敏性或判別性之考量，上述此種新方法均優於傳統以摩擦係數監控的方式，但卻因導電特性之限制而只侷限在導體對導體材料之配對。 因此，本研究係進一步利用往復摩擦試驗機暨量測系統，動態同時量測摩擦界面之接觸電阻與摩擦係數對應於滑動距離之連續變化，用以監控水潤滑下金屬配對之磨潤行為與化學反應物對接觸電阻之影響，並量測磨耗損失量及以SEM觀察微奈米級材料轉移現象。 本研究可分為三大部分：第一，使用接觸電阻與摩擦係數來動態監控水中銅金屬對鋅金屬於不同荷重與往復速率下之磨耗行為，並將水中之現象與空氣中之現象比較；第二，使用接觸電阻與摩擦係數來動態監控水中鋅金屬對銅金屬於不同荷重與往復速率下之磨耗行為，並將水中之現象與空氣中之現象比較；第三，使用接觸電阻與摩擦係數來動態監控水中鈦金屬對鈦金屬之摩潤特性，並將水中之現象與空氣中之現象【43】比較。以上這些動態監控金屬配對於水中之磨潤特性的研究成果，將可提供未來生醫材料及水下工程研究之依據。

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智慧型三次元量測系統之研發

本論文研究如何確實將智慧型三次元量測儀應用於品質管制及生產管理；主要方向為：一、由AutoCAD圖檔取出各加工階段設計圖重要尺寸及幾何公差，製定檢測基準，防止檢測過程中引用錯誤的檢測基準；於三次元座標量測儀三軸向安裝光學尺，測頭座標由光學尺讀頭將類比訊號轉換為數位訊號傳至編碼器，經由NI Montion卡取得測數據，判定檢測結果。二、由設計圖取出的資訊規劃量測路徑與CNC加工碼。三、使用EXCEL試算表完成各階段重要設計尺寸規劃，由AutoCAD 及EXCEL VBA產生各加工階段設計資料，防止設計變更過程，在眾多圖表中誤植或漏改數據造成交期延誤、工件重新加工或報癈等各項重大損失。 在AutoCAD環境中整合上述三個研究方向，進而將設計圖的尺寸及幾何公差、檢測報告、設計變更經驗累積資訊轉換為圖形物件融入產品資料管理，掌握產品設計變更過程，改善產品開發良率，縮短試作期，提昇製造業的競爭力，邁向業務工程自動化之目標。

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以ICP-CVD製備之微晶矽薄膜與其光電特性之研究

本研究使用感應式耦合電漿輔助化學氣相沉積系統（inductively coupled plasma chemical vapor deposition ，ICPCVD）製備一微晶矽（μc-Si）薄膜，以作為薄膜太陽能電池之半導體材料。本實驗以改變基板溫度、射頻功率及氫氣流量沈積出各種不同微晶矽薄膜，經由微拉曼光譜分析儀(micro Raman Spectrometer)、傅利葉轉換紅外線光譜儀(Fourier Transform Infrared Spectrometer, FTIR)、薄膜X光繞射儀(X-Ray Thin Film Diffractometer)、冷場發射式電子顯微鏡（Cold Field Emission Scanning Electron Microscope）、霍爾量測（Hall Measuremnet）、及紫外光/可見光吸收光譜儀(UV-visible spectroscopy)等設備的分析結果來瞭解微晶矽之微結構、電特性及光學特性。 由實驗結果可得知，提升基板溫度與射頻功率此二參數，均可改善微晶矽薄膜之微結構、電特性及光學特性。在結構上可有效改善微晶矽薄膜之結晶度，最高結晶度可達80%而晶粒大小也可達到15nm；在電性上可增加其載子移動率至80 cm2/V-s，光學特性上也可增加光譜吸收範圍達500nm至850nm。但改變氫氣與矽烷之比例，並未有顯著改變其薄膜特性。