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奈米鎳/碳管之合成與催化性質研究

本研究中為合成奈米鎳金屬於奈米碳管載體上。使用帶六個結晶水的硝酸鎳為主要的前趨物，含浸法可合成奈米鎳金屬大小約為5-20奈米在碳管上。合成之奈米鎳金屬/多壁奈米碳管材料，經高功率X-ray繞射儀定性分析可確定碳管上之金屬為鎳金屬。利用熱重分析儀以決定鎳在合成材料中之重量百分比，高解析度穿透式電子顯微鏡則可觀察此觸媒材料之型態與奈米金屬之顆粒大小。而主要影響顆粒大小的原因包括氫氣還原的溫度與還原持溫的時間。以一氧化碳氧化系統來檢測合成材料之催化效果。結果顯示，一氧化碳氧化轉換率與鎳的重量百分比和顆粒大小有關係。氣體的轉換率隨著反應金屬百分比的增加與顆粒尺寸的降低而增加。因此，觸媒的比表面積越大，氧化反應越好。

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矽酸鎵鑭薄膜的製備與特性研究

La3Ga5SiO14 (LGS)是ㄧ具有高機電耦合係數與幾近於零溫度延遲係數的新非鐵電型的壓電材料。在本研究中嘗試使用射頻磁束濺鍍法與溶膠-凝膠法來製備此新型材料。在矽基板與MgO緩衝層上即時沉積後的薄膜呈現一非晶質結構，均必須經過退火處理方可使其結晶化，在矽基板上需始用1200℃退火溫度，而在MgO緩衝層上則可降低至1100℃。本研究並同時偵測出LGS薄膜具有光致發光的現象，在使用381nm為激發光源下，可以發出具有429nm的藍光，並同時發現光致發光與結晶化的程度是有ㄧ定的關係。

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機械固態反應法合成高熔點鉻-硼、錳-硼、鉬-硼、及鎢-硼過渡金屬硼化物粉末

本研究選取B和過渡金屬元素Cr、Mn、Mo與W，採用機械固態反應法合成高熔點的Cr-B、Mn-B、Mo-B與W-B硼化物。選定各二元系統成分原子比67:33、50:50、20:80，進行球磨至60小時。利用X光繞射儀分析球磨後粉末的結構變化；利用熱差分析儀觀察球磨粉末於加熱過程中的熱反應；利用穿透式電子顯微鏡觀察經球磨粉末的非晶程度。取經過60小時球磨的粉末進行不等溫度與不等持溫時間退火處理，同樣利用X光繞射儀分析粉末退火處理後的結構改變，並計算退火處理後生成硼化物的活化能。結果發現隨著球磨時間增加，使各成分中金屬元素的繞射峰強度減弱。且起始成分中B的含量越高，使金屬元素的繞射峰強度在更短球磨時間內消失。其中Cr67B33、Cr50B50、Mo67B33、Mo50B50、W67B33、W50B50、W20B80等成分經過60小時球磨能形成非晶質結構。所有成分經過60小時球磨後並加以退火處理，可得到單一硼化物或各式硼化物之混合物，而起始成分比例不同會造成生成結果的差異。在球磨與後續退火處理後，發現Cr67B33、Cr20B80、Mn67B33、Mn50B50、Mn20B80和W20B80成分能生成單一相硼化物。特別的是，Mo-B系統與W-B系統(相圖中呈現非線形式化合物)的67:33和50:50成分在退火處理後有化合物分解成純元素的反應，而Cr-B和Mn-B系統(相圖中呈現線形式化合物)則無此現象發生。

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以機械合金化法合成Co-Fe-TM-B(TM=Ti,Zr)之非晶質粉末與其磁特性

本研究以機械合金化法(Mechanical alloying, MA)之製程來製備Co-Fe-TM-B的非晶質粉末，實際之成分為Co62-XFeXTM8B30，成分元素TM=Ti、Zr，X分別為0、5、10、15、20與25。由X光繞射實驗之結果可知Fe取代量之多寡對以機械合金化法獲得非晶質粉末所需之球磨時間有明顯的影響，取代量愈高，達到非晶化所需球磨的時間亦會愈長。且在相同的取代量下，Co-Fe-Zr-B系統達到非晶化所需之球磨時間會較Co-Fe-Ti-B系統來得短。熱分析的結果則顯示出Co-Fe-Zr-B系統較Co-Fe-Ti-B系統具有較佳之玻璃形成能力。Co-Fe-Zr-B系統之過冷液態區範圍約在46 ℃~58 ℃之間，其中具有最大過冷液態區溫度的Co47Fe15Zr8B30之簡化玻璃轉化溫度(Trg)約為0.50；而Co-Fe-Ti-B系統之過冷液態區範圍約在38 ℃~42 ℃之間，其中具有最大過冷液態區範圍的Co57Fe5Ti8B30之簡化玻璃轉化溫度約為0.43。在磁特性方面，Fe取代量對飽和磁化量亦有明顯的影響。Co-Fe-Ti-B系統與Co-Fe-Zr-B系統之飽和磁化量皆會隨著Fe取代量的增加而提高。在Co-Fe-Ti-B系統中，Fe之取代量每增加1 at%，飽和磁化量約增加1.17 emu/g，而Co-Fe-Zr-B系統之增加量為0.63 emu/g。Co-Fe-Ti-B系統之飽和磁化量實際的範圍在93~124 emu/g之間，本質矯頑磁力則落在68~97 Oe範圍內；而Co-Fe-Zr-B系統之飽和磁化量實際的範圍在92~110 emu/g之間，本質矯頑磁力則落在58~66 Oe範圍內。

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折彎及壓扁後製程對燒結式熱管毛細結構之影響

本研究主要是探討燒結式熱管受折彎及壓扁等後製程對其毛細結構之影響。使用三種不同形式之銅粉(WA粉、GA粉及OR粉)當作毛細結構，測試燒結毛細結構間及其與銅板間在不同溫度及彎曲角度下，受到壓應力與張應力作用對毛細結構間及其與銅板間結合情況之影響，再以900℃下燒結後，量測毛細結構在不同體積壓縮率(10%、20%及30%)下孔隙率、最大孔徑、滲透率、熱傳導率及微觀結構的改變。結果顯示，毛細結構間及其與銅板間結合情況受壓應力作用的與燒結溫度及彎曲角度無關，而受到張應力作用的隨燒結溫度增加裂紋與剝離會減少，隨彎曲角度增加裂紋與剝離會增加。在體積壓縮率方面，隨體積壓縮量的增加，毛細結構之孔隙率、最大孔徑及滲透率會下降，而毛細結構之熱傳導率會上升。從實驗結果中可得到熱管在經過折彎及壓扁等後製程上確實會造成內部毛細結構之改變，進而降低了熱管之散熱效能。

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機械合金法合成三元及四元鎂-鎳基非晶質粉末製備之研究

本研究以機械合金法合成鎂基合金粉末的非晶質化行為和其粉末真空熱壓成型的可行性，利用XRD、SEM及DSC觀察粉末在機械合金過程中的結晶結構、微觀組織與熱穩定性，研究結果經12小時機械合金化處理後，Mg40Ni5Cu35Ti20非晶質合金粉末具有寬廣過冷液態區，ΔTX為85K，在Mg-Ni-Cu-Ti四元合金系統中，隨著鎳含量增加，不易非晶質相生成。將Mg40Ni5Cu35Ti20非晶質合金粉末進行真空熱壓成型，在280℃時，以1.2GPa的熱壓壓力持溫10分鐘，可形成直徑10mm、厚度1mm的緻密非晶質合金塊材，其微硬度可達320 Hv；結果發現隨著熱壓溫度與持溫時間增加，緻密度降低，非晶性愈差。

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活化網罩電漿滲氮對雙相不銹鋼腐蝕及磨耗性質之影響

本研究目的在於雙相不銹鋼 (UNS S31803) 經不同溫度及時間電漿滲氮後，進行耐腐蝕性量測及磨耗試驗，希望可以獲得經電漿滲氮後有提升表面硬度增加耐磨耗性，以及避免雙相不銹鋼經電漿滲氮後的耐腐蝕性質下降。由實驗結果得知，雙相不銹鋼在400℃至450℃下電漿滲氮皆會有S-phase的產生，420℃下施以電漿滲氮10至20小時，可提升耐腐蝕性質亦有改善，當時間漸增加至25小時會造成其耐腐蝕性質的降低。而電漿滲氮的溫度在435℃以上因開始有較多CrN的析出物，造成其耐腐蝕性質明顯的下降。而經過電漿400至450℃滲氮後的DSS試片，氮化層的硬度皆900HV以上，在可明顯提升耐磨耗性。UNS S31803雙相不銹鋼之活化網罩電漿氮化處理較佳的製程參數為處理溫度在420℃以下而時間則需控制在20小時以下。

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銅-鈦基非晶質合金粉末製備與塊材成型之研究

本研究主要探討利用機械合金法(Mechanical Alloying)合成銅基(Cu-based)合金粉末之非晶質化行為，並以真空熱壓法製備非晶質塊材。幾種非晶質粉末在結晶反應發生前發現有寬廣過冷液態區DT的存在，四元合金系統Cu50-xTi40Fe10Snx、X=1、3、5、8、10、12at%為41.13 K、80.72 K、79.44 K、91.14 K、92.85 K、95.55 K。五元合金系統的Cu55Ti20Fe10(SnB3)15為40.55K ; Cu45Ti30Fe10(SnB3)15為40.99K ; Cu50-xTi40Fe10(SnB3)x、X=8、10、12at%為38.38 K、40.46 K、47.08K。故在三元Cu-Ti-Fe非晶質合金系統中添加Sn或B元素或同時添加Sn及B元素可增進玻璃形成能力(GFA)，其中以單獨添加Sn元素效果最佳。以真空熱壓法可成功製備Cu40Ti40Fe10Sn10非晶質塊材，其中以360℃、持溫30min的塊材孔洞最少，孔隙率為0.86%，孔洞的生成推測為氧化所導致，塊材之硬度以400℃、持溫30min效果較佳，硬度約為530Hv。

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流體床滲碳對CP-Ti及Ti-6Al-4V合金之表面改質

本文旨在研發商用純鈦 (commercial purity titanium ; CP-Ti) 及Ti-6Al-4V合金 (Ti-64) 表面改質之流體床滲碳 (fluidized bed carburization; FBC) 製程，已經獲准專利之熔融鹽浴滲碳 (molten salt carburization; MSC) 製程成果亦在文中引用互相比較改質成效。前述兩種滲碳製程處理後皆在材料外表面形成一鑽石、石墨及金紅石之混合膜層。近表面層中主要產物為化學計量低下之缺碳碳化鈦 (carbon deficient titanium carbide, TiC1-x)，該化合物之晶格常數 (ao) 及其化學計量比 (1-x) 分別利用 Nelson-Riley分析及內插計算法獲得。採用 FBC 製程對提升表面硬度有較明顯效益。利用流體床滲碳(fluidized bed carburization ； FBC)於溫度930℃及1000℃下對商用純鈦(commercial purity titanium ； CP-Ti)、Ti-6Al-4V(Ti-64)進行表面改質處理，滲碳量隨處理溫度及處理時間增加而增加。將滲碳試片逐層研磨藉由微光束拉曼光譜術(RMS)、X光繞射儀(XRD)、輝光放電光譜術(GDOS)及維氏微硬度(VHN)觀察試片逐層之含碳量多寡與滲碳深度的影響。

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填料對碳化鎢與SAE 1045中碳鋼硬銲接合件 結構及特性之影響

本研究在含有真空的不同氣氛下針對耐磨性高的碳化鎢與SAE 1045中碳鋼的異質材料進行硬銲接合，採用的填料包含純銅箔、C52100青銅片、BAg-3銀焊料。本實驗銅基填料硬銲過程皆在真空環境下進行，以硬銲溫度、持溫時間為變化參數，進行硬銲接合的研究。實驗結果顯示WC-Co/Cu/SAE1045與WC-Co/C52100/SAE1045接合件在WC-Co/Cu界面生成Fe-Co-Cu層狀合金相，且Fe-Co-Cu層狀合金相隨溫度與時間增加而成長，當持溫時間越長，反應層持續成長將兩母材連結一起。當硬銲條件為1140℃/15min的WC-Co/Cu/SAE1045接合件有最大剪切強度320MPa。硬銲條件為1100℃/5min的WC-Co/C52100/SAE1045接合件有最大剪切強度363MPa。銀基硬銲填料BAg-3則改變硬銲溫度並以固定持溫時間10min在Ar+10％H2與Ar氣氛進行硬銲。WC-Co/BAg-3/SAE1045顯示在Ar+10％H2氣氛硬銲填料對基材的潤濕性比在Ar氣氛環境佳。WC-Co /BAg-3/SAE1045接合件，在Ar+10％H2氣氛硬銲溫度為950℃持溫10min時有最大剪切強度91MPa。