研究生: |
楊世權 |
---|---|
論文名稱: |
以電漿電弧方式製備奈米銅流體之研究 Research of Fabrication Copper Nanofluid by Plasma Arc System |
指導教授: | 鄭慶民 |
學位類別: |
碩士 Master |
系所名稱: |
機電工程學系 Department of Mechatronic Engineering |
論文出版年: | 2011 |
畢業學年度: | 99 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 82 |
中文關鍵詞: | 奈米流體 、電漿電弧銲接 、奈米銅 |
英文關鍵詞: | Nanofluid, Plasma Arc Welding (PAW), Nanocopper |
論文種類: | 學術論文 |
相關次數: | 點閱:112 下載:7 |
分享至: |
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報 |
本研究係研究以電漿電弧方式製備奈米銅流體 ,藉由過去文獻與研究的資料收集進而改良設計,系統架設、實驗測試、奈米微粒分析等多個步驟組成,以氣凝合成法來製備銅/水奈米流體(Copper/water nanofluid),選用能量高且能對各種金屬材料加熱蒸發之電漿電弧為加熱源,將所蒸發氣化之奈米微粒收集到流體收集器中,形成銅/水奈米流體以防奈米微粒因高溫而團簇或凝聚成較大尺寸在實驗過程中利用參數的設計,如電流及脈衝高低、流體收集器型式,試圖找出較佳製程參數,來獲得最小及均一粒徑的奈米微粒。
實驗過程分為兩階段,第一階段以不同電流參數,測試四種不同電流(50A,60A,70A,80A)型式之收集形態,巨觀以靶材融化度初步分析,判斷何種電流型式可能獲得較佳奈米微粒尺度,結果得知電流60A及70A時靶材融溶效果較佳;第二階段為以兩組不同電流參數60A及70A配合電漿電弧銲機之脈衝(pulse)功能,將所收集之銅/水奈米流體經超音波震盪器震盪後,再以 SEM、EDS、XRD、PH、導電度、熱傳係數、粒徑分析儀等儀器分析,以達最佳銅/水奈米流體製程。
經分析結果得知電流參數為 60A/25Hz 時平均粒徑在 548nm,電流參數為 70A/25Hz 時平均粒徑在 3500nm。最後對銅/水奈米流體作熱阻試驗,發現參數 70A/25Hz 在水溫 20℃時,熱阻下降率可達 30%。
The purpose of experiment is aim to a methods of nanofluid produce by arc plasma. Refer to previous research data and correction. Consist with several stages: preparation, modification, system installation, tested; use “Evaporation synthesi- zed condensation system” to implement copper/water nanofluid by selected high energy plasma arc that can vaporize any kind of metal as a heating source, collect vaporized nanoparticle into nanofluid collector. To avoid condensed bigger size of particle due to high temperature or cluster, take paramenter in consideration during the period of experiment; such as working current, collector function, trying to obtain process minimum and average nanoparticle.
By mean of two stage experiment, base on different current parameter (50A, 60A, 70A, 80A) collector to gain the proper nanoparticle by target meterial melting situation. Preliminary analyze to determine what type of current maybe optimum parameter. Marcoscopic results show current 60A and 70A are optimum parameter for particle collect on stage one. In the second stage, base on fixed current used three different working current plasma arc torch pulse. Then stimulate with ultrasonic after that, analyze by SEM, EDS, particle size analyzer to define which process can produce perfect nanoparticle.
As a result, working current 60A/25Hz average particle is 548nm, 70A/25Hz average particle is 3500nm, process copper/water nanofluid heating resistance test, found that heating resistance reach to -30% under water temperature 50℃, paramenter 70A/25Hz.
1.陳益國,“二氧化鈦光觸媒奈米粉末之製備及其光催化效果之研究”,國立林科技大學化學工程系碩士論文,民國92年。
2.楊重光編著,“奈米科技與產業導論”,普林斯頓國際有限公司,台北,民國93年。
3.劉德勇、江旭政,“電機月刊”,第9卷,第5期,第140頁,民國88年。
4.K.Agatsuma,M.Furuse,M.Umeda,S.Fuchino,W.Lee and J.Hur,“Properties of MgB2 superconductor by doping impurity of SiC,graphite,C60,and C nanotube ” ,IEEE Transctions on applied supercond uctiveeeity,vol.16, pp.1407-1410, 2006.
5.徐國財、張立德編著,“超微粒子材料技術”,復漢出版社,台北,民國78年。
6.D.Kulkarni,R.Vajjha,D.Das and D.Oliva,“Application of aluminum oxide nanofluids in diesel electric generator as jacket water coolant”, Science Direct Applied thermal engineering,vol.28, pp.1774-1781, 2008.
7.C.Choi,H.Yoo and J.Oh,“Preparation and heat transfer properties of nanoparticle in transformer oil dispersions as advanced energy efficient coolants” ,Science Direct Current applied physics, vol.8, pp.710-712, 2008.
8.范光照等編著,“奈米工程概論”,普林斯頓國際有限公司,台北,民國92年。
9.陳澄河、歐明坤、林世祥、王淑君、謝孟哲和顏富士, “高功能奈 米級α-氧化鋁粉末應用於紫外光(UV)硬化塗料”,中華民國陶業研究學會會刊,第25卷,第四期,第11-18頁,民國95年10月。
10.趙斌,“奈米Crystal材料的形貌控制研究進展”,台灣化工學會57期,民國99年2月。
11.陳智成、龔家賦、楊先仁和顏富士, “以水鋁石膠體為黏結劑之奈米氧化鋁擠出泥料的製備及特性研究”,中華民國陶業研究學會 會刊,第25卷,第四期,第19-22頁, 民國95年10月。
12.Q.He,J.Ye,H.Liu, and J.Li,“Application of Cu nanoparticles as N32 base oil additives” ,Frontiers of Mechanical Engineering in China,vol. 5, pp.93-97, 2007.
13.尹邦躍編著,“奈米時代”,五南圖書出版有限公司,台北,民國91年。
14.徐國財、張立德編著,“奈米複合材料”,五南圖書出版有限公司,台北,民國93年。
15.王世敏等編著,“奈米材料原理與製備”,五南圖書出版有限公司,台北,民國93年。
16.T.Phuoc,Y.Soong and M.Chyu,“Synthesis of Ag-deionized water nanofluids using multi-beam laser ablation in liquids”, Optics and laser in engineering, vol. 45, pp.1099-1106, 2007.
17.H.Chang and Y.Chang,“Fabrication of Al2O3 nanofluid by a plasma arc nanoparticles synthesis system” ,Journal of materials processing technology, vol. 207, pp.193-199, 2008.
18.R.Sarathi,T.Sindhu,S.Chakravarthy and R.Jayaganthan,“Processing and characterization of naon aluminum powder using electric explosion process (EEP)” ,IEEE Pulsed power plasma science, pp.391-394, 2007.
19.T.Young,C.Ting, and C.Wu,“Growth and characterization of naon diamond powder fabricated by microwave plasma torch” ,IEEE Semiconducting and insulating materials, pp.147-150, 2004.
20.施瑞虎、鄭世裕編著,“奈米粉體製程之能量與目前成果”,奈米國家型科技計畫辦公室,台北,民國93年。
21.C.Ting,T.Young and C.Jwo,“Fabrication of diamond nanopowder using microwave plasma torch technique” ,Int J Adv Manuf Technol, vo1.304, pp. 316-322, 2007.
22.H.Chang and M.Liu,“Fabrication and process analysis of anatase type TiO2 nanofluid by an arc spray nanofluid synthesis system”, Journal of crystal growth, vol. 304, pp. 244-252, 2007.
23.J.Lee,Y.Jeong and Y.Hwang,“Production and dispersion stability of nanoparticles in nanofluids”,Science Direct Powder technology,vol.186,pp. 145-153, 2008.
24.陳宏軍,“氧化鋅奈米粉末之製備與研究”,大同大學材料工程系碩士論文,民國93年。
25.A.Gautam,G.Singh and S.Ram,“A simple polyol synthesis of silver metal nanopowder of uniform particles”, Science Direct Synthetic metals, vol.157, pp. 5-10, 2007.
26.赤崎正則、賴耿陽,“電漿工學的基”,復文,台南市,民國75年。
27.謝文宗、蘇濬賢、鄭文欽、黃駿、劉志宏、許文通,“次世代FPD大 氣電漿光阻灰化系統”,機械工業,第318期,第45-57頁, 民國98 年9月。
28.園田宏文、陳永璋、陳冠宏,“電漿電弧原理與電漿焊接之應用(I) ”,焊接與切割,第7卷,第3期,第32-35頁,民國89年9月。
29.王振欽編著,“焊接學”,高立圖書股份有限公司,台北,民國88年。
30.www.pro-fusiononline.com/weldingplasma.htm。
31.www.twi.co.uk/twiimages/jk71.gif。
32.H.Cary, “Modern Welding Technology ” ,Prentice Hall, 1998.
33.黃政誠,“電漿電弧氣凝合成法製備奈米微粒”,國立台北科技大學機電整合研究所碩士論文,民國91年。
34.張安華編著,“實用奈米技術”,新文京開發出版股份有限公司,台北,民國94年。
35.顏志坤,“新型電漿電弧氣凝系統製作奈米粉末之研究”,國立交通大學機械工程系碩士論文,民國91年。
36.劉宜泰,“電漿電弧氣凝合成法製備氧化鎢-氧化鈦奈米微粒之研究”,國立台北科技大學製造科技研究所碩士論文,民國97年。
37.楊宗坤,“電漿電弧氣凝合成法製備氧化鎢奈米棒及其特性之研究”,國立台北科技大學機電整合研究所碩士論文,民國97年。
38.鄭家偉,“新型態電漿電弧氣凝合成法製備奈米氧化鎢之研究”,大葉大學機械工程學系碩士論文,民國92年。
39.劉國雄等編著,“機械材料學”,全華科技圖書股份有限公司,台北,85年。
40.張木彬,“直流電漿火炬在奈米觸媒製備之原理與應用”,化工技術第199期, 98年10月。
41.P.Buffat and J.Borrel,“Size on the Melting Temperature of Gold Particle ”, Physical Review A, vol.13, pp.2287-2298, 1976.
42.T.Bachels and H.Guntherodt, “Melting of Isolated Tin Nanoparticles” ,Physical Review Letters, vol.85, pp.1250-1253, 2000.
43.S.Peppiatt, and J.Sambles,“Melting of Small Particles. Pt. 1. Pb.”, Physical Properties(MD), vol.345A, pp.387-399, 1975.
44.A.Goldstein and A.Alivisatos,“Melting in Semiconductor Nanocrystals”, Science Magazine, vol.256, pp.1425-1427, 1992.