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LZ91鎂鋰合金板液壓成形之有限元素分析

近年來由於3C產業快速發展，因應輕薄短小的要求，鎂合金逐漸受到產業界的重視，目前用於沖壓製程之鎂板以AZ31為主，然而因為其在常溫的成形性不佳，而鎂鋰合金藉由鋰元素的添加，可改善其常溫之成形性。 本研究利用有限元素分析軟體Dynaform針對應用於鎂鋰合金金屬板材之板液壓成形進行有限元素分析，藉由模擬板件在成形過程中之厚度分佈與減薄率，深入探討各項製程參數對於板件的成形性影響。 首先藉由材料試驗取得金屬板材之基本材料性質，以現有的模具透過有限元素分析進行板液壓成形的模擬，並與實驗相互驗證成形結果，檢視有限元素分析的準確性。並建構出板液壓成形製程之有限元素模型，配合田口法進行參數設計與最佳化。

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聚四氟乙烯與類鑽碳複合薄膜雙疏性與光學性質之研究

本研究使用以RF磁控共濺鍍法(Co-Sputtering)，以自製的鑽石靶材和聚四氟乙烯為靶材，在 D263T 光學玻璃基板上沉積碳氟化合物複合薄膜(Fluorocarbon Films)，藉由聚四氟乙烯之雙疏性與抗沾黏等特性，以及類鑽石之高硬度、高光穿透與低反射等特性，合成新式複合保護薄膜材料，使其具有疏水、疏油、高穿透及高硬度，並可製備作為功能性保護膜。此外，DLC 薄膜的高熱傳導性以及耐化學腐蝕性等特性，亦可作為保護手機面板與太陽能電池之應用，未來有機會應用於智慧型手機等觸控面板、太陽能電池、汽車擋風玻璃、大樓帷幕玻璃與外牆塗料等自我潔淨保護膜。研究結果顯示，未鍍膜之基板水滴與油滴接觸角分別為55.11°和36.8°，而共鍍聚四氟乙烯與類鑽石複合薄膜後之基板水滴與油滴接觸角分別為127.6°和108.4°，雙疏性效果提升了131.5~194.5 %，且其穿透率高達93 %。另外，使用旋轉塗佈法製備之聚四氟乙烯薄膜，經由真空退火1小時250℃，其水滴與油滴接觸角則分別為131.5°和106.7°，穿透率可達88%。最後，本研究成功的製備出雙疏性和高的光穿透性複合薄膜，此兩種製程方法簡單以及成本便宜，期望可應用於3C觸控面板與智慧型手機，進而減少指紋的沾附，期前景可觀。

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以無電鍍法製備BGA無鉛複合銲錫

本研究主要是以無電鍍錫法製作無鉛複合銲錫，並分析無鉛複合銲錫之機械性質，期望達到改善球格陣列構裝中之銲錫機械性質的目的。研究中是利用無電鍍錫法先在純鐵試片上分析無電鍍錫效果，找到最佳之無電鍍錫參數，再應用於直徑小於10μm的微小鐵粉上，經過無電鍍錫法後之鐵粉增加了對於無鉛銲錫材料（Sn3Ag0.5Cu）的親和性，利用此特性可製備成無鉛複合銲錫，再進一步製作成無鉛複合銲錫球，以探討添加微小Fe金屬顆粒對基材以及銲錫接點的微結構機械性質影響。研究結果顯示無電鍍錫法在純鐵試片上於溫度70℃時之無電鍍錫可以得到最緻密的表面，不易生成沉積物影響試片，反應速率適中不會使試片產生氧化，顯示浴溫70℃可以得到最佳的效果，而50℃和90℃相對來說有反應速率太慢導致試片氧化，以及反應過於劇烈使得沉積物快速增加的缺點。 接著將鐵粉顆粒使用無電鍍錫法鍍膜後，的確可以改善鐵粉和無鉛銲錫之間的親和性，可以讓鐵粉成功加入無鉛銲錫中製作成無鉛複合銲錫，進而達到散佈強化的效果，實驗數據顯示加入無電鍍鐵粉顆粒後之無鉛銲錫的抗剪強度和抗拉強度都隨著添加量增加而增加，顯示的確可以達到散佈強化的效果。

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以射出成型製備鎳銅鋅鐵氧磁體研究

本研究以使用射出成型製程製作鎳銅鋅鐵氧磁體陶瓷。調整不同粉末含量(50%~53%)，黏結劑(聚丙烯與石蠟)的含量(1.0%~2.38%)以及表面活性劑含量(3.0%~9.0%)，以小型射出成型機以及大型射出成型機射出。小型射出成型機進行粉料成型性實驗，觀察粉料混練完成是否能順利進行射出成型製程，並進行溶劑脫脂、熱脫脂、燒結製程。大型射出射料進行新料射出成型、一次回收料以及二次回收料射出。觀察不同粉末含量以及不同黏結劑含量下材料之成型性。量測射出生坯的尺寸，結果顯示：無論小型射出射料或大型射出射料的都可以射出成型，小型射出生胚外觀較大型射出生胚差。生坯燒結後量測燒結品的密度與收縮率，結果顯示：陶瓷粉末含量提高可以提高燒結品的緻密度。而陶瓷粉末含量提高反而降低燒結品之收縮率。射料經過一次回收以及二次回收，粉料不經過重新混煉，直接將回收料粉碎後進入大型射出機射出，生胚燒結後量測燒結品的密度與收縮率，結果顯示：射料經過射出機台，不因為高溫使得黏結劑汽化，而燒結品的密度有所降低，收縮率因為回收的次數增加而稍有提高。

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全風場風力發電機開發

本研究主要在進行全場域風力應用技術開發，進而提升本CCT實驗室先前所開發的風力製冰與發電兩用機之技術。為達此目的，本論文進一步發明與開發多層磁切發電機，透過發電機之電磁感應線圈數與外接負載的自動調整，來有效抓取不穩定的風力輸入，使維持發電機的工作效率在所有風速下均為最佳與最大值。本多層磁切發電機乃以兩兩互相吸引的磁鐵盤，並在中間夾著線圈組所製成，當磁鐵盤轉動時，磁力線切過線圈而感應生電，本論文所使用的發電機由4個磁鐵盤 搭配3個線圈組所製成。此外，本論文利用Labview控制系統對發電機進行感應線圈數與外接負載自動切換，提供不同轉速所對應的最佳盤數與負載，使發電機維持全功率輸出，達到不同轉速下其工作效率仍然維持接近定值。本論文將多層磁切發電機結合本CCT實驗室先期製作之風力製冰與發電兩用機之風力機進行測量，結果顯示，風速於6∼12m/s之間，使用可自動控制盤數負載之發電機，風力發電機整體效率最高達約19.68%，但是，若使用固定三盤線圈組並負載980W之發電機，整體風力發電最大效率約達16.58%，整體效率增加超過3%。

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電磁感應式地面發電裝置開發

本論文主要在研究開發電磁感應式地面發電裝置，裝置主要由發電機與傳動機構兩部分組成，其中，發電機部分乃由外壁繞有線圈的線圈管及其內部往復移動的強力磁鐵，再加上線圈管兩端可交互斥推管內強力磁鐵的磁鐵盤所組成，當管內強力磁鐵受兩端磁鐵盤斥推並往復穿過線圈時，即可感應產生電動勢；傳動機構部分則透過齒輪與曲柄的搭配組合，衝程約3-5mm。 本研究工作主要在進行電磁感應式地面發電裝置開發，探討線圈管的材質、能量密度的提升及裝置使用壽命等，另外也探討了電磁感應式地面發電裝置的機構擺放方式、傳動方式、磁鐵錯位及線圈錯位。本地面發電裝置透過單向軸承與連動桿件之傳動機構以擷取行人行走時施加於地面之能量，再透過齒輪傳動機構將衝程放大以帶動發電機發電。 本研究使用之線圈管由本實驗室自製之繞線機進行製作，所使用之漆包線為線徑0.45mm之圓銅線，線圈匝數約1000匝，線圈寬度約3-3.2cm，此外，本研究還針對多層式線圈管進行研究，利用磁鐵盤 與管上線圈同時錯位的方式進行電相錯位，以利整流後之電力匯聚的穩定輸出。最後，本研究工作自製負載自動切換量測裝置進行發電機之效率量測，並透過Labivew程式、PLC可程式控制器、示波器、電路放大器等裝置來控制視訊器、負載自動切換裝置等，進行自動化監控量測，使用Labview程式結合MySQL資料庫完成全自動監控裝置，節省監控系統所可能耗費的龐大費用，並提昇監控工作之即時性與準確性。結果顯示，當一個80kg的人行走於人行道上時，約可提供路面36.4joule的能量，跑步時則約可提供164joule的能量，而本電磁感應式地面發電裝置之初期效率約13%

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雙管熱管散熱器研製與其應用開發

本論文主要再進行雙管散熱器研製與其應用發，其中，雙管熱管為一只具備內外管構造的熱管，由本CCT實驗室所發明與開發，目的在恢復原始熱管的熱傳導行為並增加散熱器之散熱功率。研究方法以探討傳統熱管之原始熱傳導行為在接上散熱鰭片後，其熱傳導行為之變化，並開發雙管熱管達到恢復原始熱傳導行為，進而增加散熱器之散熱功率。本研究進行雙管熱管散熱裝置之散熱功率測定，並與傳統熱管散熱器進行比較。另外，本研究以紅外線熱像儀及彩色Schlieren等光學技術對熱管及其散熱鰭片間的熱傳行為進行量測。在彩Schlieren量測方面，成功以水為介質觀測出雙管與單管熱管熱傳導行為差異。實驗過程，自製雙管熱管以一外徑?6mm、長200mm之溝槽式熱管，在熱管絕熱段植入一外徑? 5.4mm、壁厚0.3mm、長60mm且熱傳導係數值極小的不鏽鋼網，量測雙管熱管散熱器之熱響應與散熱功率，並與傳統熱管散熱器進行較。結果顯示，雙管熱管散熱器之熱響應與傳統熱管散熱器接近，但雙管熱管達均溫時比傳統熱管高約3℃；另外，在最大散熱功率下，雙管熱管之散熱功率比傳統散熱器增加最大81%。

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紋影顯像技術之定量與定性分析

本論文主要在進行紋影顯像技術之定量與定性分析研究，工作項目包括：傳統黑白與彩色Schlieren之遮光率影響探討、噴嘴氣流與噪音研究、氣體洩漏偵測、全尺寸Schlieren技術開發、抽油煙機顯像、Schlieren結果定量探討。首先進行不同遮光率對傳統黑白與彩色Schlieren成像影響，得到遮光率90%有較佳的效果。在噴嘴部分，以不同機構加在噴嘴上，藉以破壞噴嘴所產生的塊狀流，進而降低噪音。實驗以環形細孔噴嘴，成功降低噪音值24.9dB，約26.0%。在氣體洩漏偵測部分，本論文所開發的彩色Schlieren可分辨最小溫差6℃，在管內通入瓦斯氣體進行洩漏偵測實驗中，最小洩漏孔徑∅27.5μm搭配洩漏壓力5torr及洩漏率0.011ml/sec可獲得極佳顯像。另外，在全尺寸Schlieren開發中，使用模組化背投影式光源取代反射式，研究不同Cutoff Grid對敏感度的影響，結果顯示，全尺寸黑白Schlieren使用60%及全尺寸彩色Schlieren使用60-70%的Cutoff Grid可獲得較佳成像品質，此技術可分辨最小溫差為8℃、最小洩漏孔徑∅100μm搭配洩漏壓力1torr及洩漏率0.08ml/sec。在抽油煙機顯像部分，利用直徑為4cm圓形孔、頂部搭配44個圓形孔、下方搭配55個圓形孔的抽油煙機設計有較佳的抽風換氣效果。最後，本研究進一步進行Schlieren結果的溫度定量探討，得到結果的誤差值約6.3-32%之間。

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FPC連接器表面氣泡之研究

本論文探討FPC(Flexible Print Circuit)連接器表面氣泡之形成原因與研究其解決方案。FPC連接器經高溫迴焊爐與硬式電路板焊接後，在連接器表面偶而產生氣泡，造成 1.667 %的不良率。本研究運用田口實驗設計法研究氣泡形成原因與解決方案，根據參考文獻與指導教授的建議決定實驗因子及最佳化成型條件。本論文運用電腦輔助工程(CAE)模流分析軟體(Moldflow)分析FPC連接器在射出成形過程中成型條件對氣泡形成的影響；研究結果發現射出速度、熔膠溫度、模具溫度、保壓壓力等四項成型條件是造成起泡的主要因素，其中前三項與剪切率直接相關。實驗證明高剪切率為連接器表面氣泡之形成原因，降低剪切率可降低連接器表面氣泡形成機率。另優化原始成型條件，將射出速度降低、熔膠溫度降低、模具溫度不變、保壓壓力提高，可降低5.67×104 s-1的剪切率與1.667 %的不良率。

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電動自行車扭力感測器之設計與分析

本研究著手於發展一款新式扭力感測器。本設計之扭力感測器於曲柄與五通軸之間增設部分零組件及扭簧，當騎乘者施加大踏力於踏板時，鏈輪與曲柄可有相對角位移之運動，再藉由此相對角位移轉換為環形磁鐵之軸向位移，並透過感測元件量測環形磁鐵之位移量，即可由單晶片計算得到騎乘者所施加的踏力值。本研究所設計之扭力感測器具有結構簡單且低成本之優點，並以方便施工、易於偵測扭力變化、避免改變使用者操作習慣為目的進行設計，藉此提升產品的附加價值，以利提升市場上的競爭優勢。本研究首先針對扭力感測器進行專利及相關文獻蒐集，根據扭力感測器的偵測方式和偵測位置加以歸類整理及分析，再以創新設計流程發展可變曲柄機構之設計方向。本研究透過電腦輔助繪圖軟體繪製電腦模型，同時確認運動模擬及干涉檢查，並配合電腦輔助分析軟體進行結構之應力分析，以確保其強度符合使用安全。本研究之相關成果已提出專利申請。