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不同陽極處理對7075-T6及7050-T6鋁合金耐腐蝕性質及疲勞強度分析

本研究對7075-T6及7050-T6兩種材料進行三種不同的陽極處理，分別是一般陽極、低定電流硬化陽極和高定電流硬化陽極，陽極氧化膜的厚度皆控制在10um左右。封孔處理後對材料進行腐蝕測試，並記錄各材料的腐蝕電位(Ecor)及腐蝕速率(Icor)。利用光電子能譜儀(XPS)分析陽極皮膜的表面層和介面層(氧化膜/基材)組成分，電子顯微鏡(SEM)觀察氧化膜表面型態，探討其結果與耐蝕能力之關係。 各材料皆會加工成試棒以進行旋轉梁疲勞試驗，並記錄其疲勞曲線。陽極後的材料會分成內外兩部分進行氫含量測試。最後，利用材料中之氫含量分布及材料表面之陽極氧化膜探討對材料疲勞強度之影響。 實驗結果顯示，陽極氧化鋁孔洞大小、間距以及形態都影響著腐蝕性質。疲勞強度則與陽極氧化膜品質以及材料內部之氫含量有關。

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熱處理模具鋼深冷與QPQ處理對機械性質及耐腐蝕性影響

本研究中，準備M333，SKD61和M390三種型號模具鋼，予以固溶處理再進行-60及-196℃深冷處理，再實施QPQ探討對模具鋼機械性質的影響。觀察深冷處理後顯微結構及殘留沃斯田鐵的變化，QPQ處理後氮﹑氧層之膜厚及物相分析。根據XRD顯示出深冷處理後比高溫回火殘留沃斯田鐵顯著減少，及氧﹑氮化層物相為Fe3O4﹑ Fe2-3N﹑ CrN等有利於硬度及耐磨的提升。 電位極化曲線試驗顯示出經QPQ處理後與深冷處理比較未有較好的耐蝕能力，是由於氮化期間過多的CrN析出導致表面及基材 Cr 含量急遽減少導致耐蝕性下降，另一原因氮化層有少數裂紋產生。 EPMA maping分析元素強度分佈可看到三種鋼材氮化層厚度不一(10~15µm)主要因材料Cr含量不同Cr元素會抑制N原子之擴散之故。利用TEM穿透式電子顯微鏡觀察深冷與QPQ處理之碳化物之變化，發現氮化物大小形狀種類並無明顯變化，因QPQ處理溫度介於500~600℃之間無直接影響到碳化物溶解與成長。

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應用磁性粒子於微流體裝置之可逆接合

本研究成功的證明使用氧化鐵磁性粒子與二甲基矽氧烷(PDMS)製作出磁性PDMS裝置，其為一種簡單製作且可以達到高強度的可逆磁性接合方法；在此提出了兩種磁性PDMS裝置，包括不可光學檢測的暗視野裝置與可光學檢測的明視野裝置。 研究顯示，暗視野裝置製作上類似標準的PDMS鑄造，較不受微流道幾何形狀的影響；而明視野裝置澆鑄性能與微流道幾何圖形高度有關，實驗針對微流道的佈局進行了詳細的研究，探討PDMS墊塊層與微模具基板之間的間隙大小對於製作明視野裝置的相關性。磁性PDMS裝置接合強度測試中，證明在裝置底部增加一層PDMS薄膜層可以有效改善表面粗糙度，並且有效的提升磁性PDMS的可逆磁性接合強度。測試結果顯示，有PDMS薄膜的暗視野裝置最佳接合強度為110 KPa；而有PDMS薄膜的明視野裝置最佳接合強度為81 KPa。

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顆粒床整合系統最適化設計與連續過濾驗證之研究

本研究以長時間連續化過濾為目標，進行整合系統最適化改善設計與連續過濾驗證，以達到長時間連續除塵過濾，而所得結果將可提供未來高溫熱模除塵系統建置之依據。在系統最適化改善設計方面，主要進行粉塵供應系統與濾材/粉塵滾筒篩分系統氣密性改善項目，其改善後粉塵供應系統之設計，將可穩定且精確的供應連續化過濾粉塵量；而在濾材/粉塵滾筒篩分系統氣密性上，針對滾筒進料口與顆粒床體下料閥銜接處、滾筒出料口與濾材循環再生系統進行氣密性改善設計，以達到整合系統氣密性與濾材循環再生目的。連續過濾驗證方面，針對濾材/粉塵滾筒篩分性能與長時間連續過濾進行一系列實驗測試與分析。在濾材/粉塵篩分性能上，而過濾後出口粉塵比例與篩分效率等參數，將影響篩分性能的好壞。由出口粉塵比例結果可知，在滾筒轉速42.5 rpm與滾筒角度5°時，有著最佳篩分效率。在長時間連續化過濾驗證方面，針對所建立與改善設計後的整合循環顆粒床過濾系統，實際探討床體壓降、過濾效率與出口粉塵粒徑變化間的影響，由實驗結果可知在濾材質量流率240 g/min及過濾自由表面風速50 cm/s的條件下，可以得到較佳的過濾效率與較小的出口粉塵粒徑排放，而在長時間24小時連續過濾下，過濾效率與出口粉塵粒徑( )分別可達98.9% 與7 μm，由此結果將可達到長時間連續化過濾運轉之目標，並提供未來建立中高溫除塵技術開發與商業化依據。

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動態訊號分析工具箱發展與機械故障診斷應用研究

本研究將實驗室多年研究開發的振噪訊號分析演算法利用 LabVIEW^® 與 MATLAB^® 程式互相搭配編寫成人機介面，並系統性地架構於ㄧ工具箱介面，開發一套適用於旋轉機械互動式監測診斷系統。 論文涵蓋訊號分析理論基礎、介面功能規劃測試、及工廠實務驗證等。理論基礎中介紹並比較介面內有的訊號分析演算法；預設機械運轉時可能發生的問題設計實驗，實際量測並善用各演算法優點，分析診斷機械運轉狀態，藉此測試系統的有效性，確認可達到機械狀態監測診斷之目的。 研究中至業界廠房進行實地量測，對研磨機進行軸承狀態監測，並由軸承分析結果與加工工件品質進行討論，結果驗證本研究人機介面系統能有效的分析診斷研磨機狀態。

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超大尺寸之塑膠板片熱成型研製

本論文研究有三部分 (A) ZK60鎂合金晶粒細化之超塑延展性研究 (B) A6061金屬基複合材料運用輥軋和T6處理的組合於氧化鋁強化粒子之效應 (C)超大尺寸之塑膠板片熱成型研製應用。 超塑性鎂合金機械性質採用簡單輥軋製程加上退火處理來細化鎂合金ZK60的晶粒尺寸。這一目標得到有效實現並獲得晶粒細至3.7 μm。這樣的試樣展現出642％的伸長率和其最終斷裂面顯示出顆粒間之分離與顯著晶粒成長。此外，測試樣品的幾何形狀和拉伸試驗軸線相對於超塑成型(Superplastic Forming)之延展性及輥軋方向的影響進行研究。 鋁基複合材料機械性質，Al-Si系合金，具有這樣優異的特性如低重量，低的熱膨脹係數，和高耐磨性，是用於汽車和航空工業的理想材料。然而，它們的應用受到阻礙的主要矽顆粒中的Al-Si系合金的粗化。在這項研究中，對鋁基複合材料的輥軋和T6處理組合效果進行了研究及對鋁基金屬基複合材料的硬度進行了總結。經T6熱處理及輥軋組合，在所有的情況下，硬度提高。此外，鋁基複合材料用不同量的增強Al2O3顆粒中，也討論了磨耗測試。該結果表明，Al2O3顆粒的增加降低了磨耗率。可能的強化機制和環境溫度的影響進行了討論。這種改進的耐磨耗性是由於矽，在高百分比的輥軋下減小粒徑而細化。 以往大量生產液晶電視機，後殼零件都是採用塑膠射出成型(Injection molding)為主，而開發超大尺寸成品，因射出成型模具費用高昂(動輒數十萬美金)，所以採用另一種傳統的塑膠成型法-熱成型(Thermoforming)，生產超大型、量少產品，是值得考慮的，本論文主要是以電腦輔助分析模擬對照熱成型實作厚度分布，所使用之材料為ABS塑膠。而材料在高溫環境中模具的拔模角度與模具壁的摩擦效應，將直接影響材料的變型趨勢，為此本論文使用有限元素套裝軟體ANSYS/LS-DYNA結合實作，分析塑膠板材之熱成型製程，並探討液晶電視機殼最終厚度分布之影響。ANSYS/LS-DYNA有限元素軟體能提供模具設計人員，在零件實際成型之前先做周密的模擬分析，並據以修改模具之外型輪廓，俾利減少測試次數及縮短產品開發時程以便降低成本。