不鏽鋼之常壓電漿表面改質與陶瓷鍍膜增加附著力之研究

本文主要在探討不鏽鋼SUS304基材在經過常壓電漿改質前(後)之表面形貌、表面元素組成、表面粗糙度及接觸角之變化。

在常壓電漿表面改質系統中，氣體源的選擇採中心氣體為 ... 資料載入處理中... 跳到主要內容 臺灣博碩士論文加值系統 English | Mobile 免費會員 登入| 註冊 功能切換導覽列 訪客IP：165.22.59.181 字體大小：       ::: 詳目顯示 recordfocus 第1筆/ 共1筆  /1頁 論文基本資料 摘要 外文摘要 目次 參考文獻 電子全文 紙本論文 QRCode 本論文永久網址: 複製永久網址Twitter研究生:陳俊榕研究生(外文):Jyun-RongChen論文名稱:不鏽鋼之常壓電漿表面改質與陶瓷鍍膜增加附著力之研究論文名稱(外文):TheStudyofTheStainlessSteelonSurfaceModificationbyAtmosphericPressurePlasmaandEnhancementofAdhesionwithCeramicCoating指導教授:林昭文指導教授(外文):Jau-WenLin學位類別:碩士校院名稱:國立高雄應用科技大學系所名稱:機械與精密工程研究所學門:工程學門學類:機械工程學類論文種類:學術論文論文出版年:2009畢業學年度:97語文別:中文論文頁數:98中文關鍵詞:常壓電漿、表面改質、附著力外文關鍵詞:Atmosphericpressureplasma、Surfacemodification、Adhesion相關次數: 被引用:1點閱:734評分:下載:40書目收藏:0 本文主要在探討不鏽鋼SUS304基材在經過常壓電漿改質前(後)之表面形貌、表面元素組成、表面粗糙度及接觸角之變化。

在常壓電漿表面改質系統中，氣體源的選擇採中心氣體為氬氣1slm與氮氣2slm的比例，保護氣體為氮氣9slm，總氣體流量為12slm；而在電漿改質所設定的參數分別為不同的功率、基材與共振腔距離、處理時間、基材經電漿處理後暴露在大氣中的時間及含氧比率。

本文表面改質的機制，乃藉由氬氣與氮氣經解離後所產生帶能量粒子與自由基對基材表面清潔與活化作用；與氧氣的氧化作用及大量含氧基的生成，大幅提升表面極性，進而使表面達到一個好的親水性質。

基材之表面形貌、表面元素組成、表面粗糙度及接觸角分別藉由掃描式電子顯微鏡、能量散佈光譜儀、原子力顯微鏡和接觸角量測儀測量與分析。

另外，本文進行基材表面鍍膜處理，以射頻磁控濺鍍機於不鏽鋼基材表面鍍上二氧化矽陶瓷膜，並以掃描式電子顯微鏡與能量散佈光譜儀觀察其鍍膜剖面狀態及成份組成，以X-ray繞射分析鍍膜結晶結構，最後經奈米測試機進行壓、刮痕試驗，量測鍍膜之硬度、彈性模數、摩擦係數、刮痕臨界附著力及量化的表面形貌，藉此對電漿處理前(後)之基材表面鍍膜附著力進行比較。

Inthispaper,weaimedtoexplorethesurfacemorphology,surfaceelementalcomposition,surfaceroughnessandthechangeofcontactangleofstainlesssteelSUS304substratebeforeandaftersurfacemodificationofatmosphericpressureplasma.Inthesurfacemodificationsystemofatmosphericpressureplasma,thechoiceofgassourceratioisthat1slmargonand2slmnitrogenasthecentergas;9slmnitrogenastheprotectivegas;12slmtotalgasflow.Theparameterssetinplasmamodificationarerespectivelydifferentpower(W),thedistancebetweensubstrateandcavityresonance(mm),processingtime(sec),agingtimeinairafterplasmatreatment(min)andthepercentageofOxygen(%).Thissurfacemodificationmechanisminthisarticleisthecleaningandactivationfunctionofthesurfaceofsubstratesbytheenergyparticlesandfreeradicalsproducedafterthedissociationofargonandnitrogen.Theoxidationfunctionwithoxygenandproductionofalargenumberofoxygencontainingradicalscansignificantlyincreasethesurfacepolaritytomakethesurfacetoachieveagoodhydrophilicnature.Thesurfacemorphology,surfaceelementalcomposition,surfaceroughness,andcontactangleofsubstratesarerespectivelymeasuredandanalyzedbyscanningelectronmicroscopy(SEM),energydistributionspectrometer(EDS),atomicforcemicroscopy(AFM),andcontactanglemeter.Inaddition,thesurfacecoatingtreatmentofsubstrateisimplementedinthisarticle.Weusedradio-frequencymagnetronsputteringmachineonthesurfaceofstainlesssteelsubstratetocoatwithsilicondioxideceramicfilm,usedscanningelectronmicroscopyandenergydistributionspectroscopytoobservethecoatingprofilestatusandcomposition,andalsousedX-raydiffractiontoanalyzethecoatingcrystalstructure.Finally,weusednano-testingmachinetodoindentationandscratchtesttomeasurecoatinghardness,elasticmodulus,frictioncoefficient,scratchcriticaladhesion,andthesurfacemorphologyofquantifiedcoatingtocomparethecoatingadhesionofthesurfaceofsubstratebeforeandafterplasmatreatment. 中文摘要ABSTRACT誌謝目錄表目錄圖目錄第一章緒論1.1前言1.2文獻回顧1.3研究動機1.4全文架構第二章基礎理論2.1電漿理論2.1.1電漿原理2.1.2常壓電漿2.1.3電漿在表面改質之應用2.2不鏽鋼與陶瓷鍍膜2.2.1不鏽鋼之分類及性質2.2.2不鏽鋼的性能與化學成份之關係2.2.3陶瓷鍍膜技術2.2.4陶瓷鍍膜種類及應用2.2.5SiO2鍍膜於不鏽鋼之應用2.3磁控濺鍍系統第三章實驗內容3.1實驗設備與材料3.1.1設備3.1.2材料3.2實驗流程方塊圖3.3實驗流程3.3.1不鏽鋼前處理3.3.2常壓電漿表面改質處理3.3.3射頻磁控濺鍍製備SiO2鍍膜3.3.4基材表面狀態與成份分析3.3.5鍍膜結構分析與附著力測試第四章結果與討論4.1基材部份4.1.1接觸角量測4.1.2掃描式電子顯微鏡與能量散佈光譜儀分析4.1.3原子力顯微鏡分析4.2鍍膜部份4.2.1掃描式電子顯微鏡與能量散佈光譜儀分析4.2.2X-ray繞射分析4.2.3奈米壓痕與刮痕測試第五章結論5.1總結5.2未來展望參考文獻 1D.H.Shin,C.U.Bang,J.H.Kim,K.H.Han,Y.C.Hong,H.S.Uhm,D.K.Park,K.H.Kim,2007,“Modificationofmetalsurfacesbymicrowaveplasmaatatmosphericpressure”,Surface&CoatingsTechnology,Vol.201,pp.4939-4942.2M.C.Kim,D.K.Song,H.S.Shin,S.H.Baeg,G.S.Kim,J.H.Boo,J.G.Han,S.H.Yang,2003,“Surfacemodificationforhydrophilicpropertyofstainlesssteeltreatedbyatmospheric-pressureplasmajet”,SurfaceandCoatingsTechnology,Vol.171,pp.312-316.3S.Tang,N.Lu,S.W.Myung,H.S.Choi,2006,“EnhancementofadhesionstrengthbetweentwoAISI316Lstainlesssteelplatesthroughatmosphericpressureplasmatreatment”,Surface&CoatingsTechnology,Vol.200,pp.5220-5228.4J.A.Pask,R.M.Fulrath,1962,“Fundamentalsofglass-to-metalbonding”,J.Am.Ceram.Soc.,Vol.45,pp.592.5M.A.Carpenter,R.J.Goodkind,1979,“Effectofvaryingsurfacetextureonbondstrengthofonesemipreciousandonenonpreciouscreamo-alloy”,J.ProsthetDent.,Vol.42,pp.86.6J.M.Cater,J.Al-Mudafar,S.E.Sorensen,1979,“Adherenceofanickel-chromiumalloyandporcelain”,J.ProsthetDent.,Vol.41,pp.167.7J.N.McLean,I.R.Sced,1973,“BondingofdentalporcelaintometalIthegoldalloy-porcelainbond”,Trans.Br.Cer.Soc.,Vol.5,pp.229.8J.N.McLean,I.R.Secd,1973,“BondingdentalporcelaintometalIIthebase-metalalloy/porcelainbond”,Trans.andJ.Brit.Cer.Soc.,Vol.72,pp.235.9R.P.Lubovich,R.J.Goodkind,1977,“Bondstrenghtstudiesofprecious,semipreciousandnonpresiousceramic-metalalloyswithtwoporcelain”,J.ProsthetDent.,Vol.37,pp.288.10J.R.Gavelis,S.B.Lim,A.D.Guckes,J.D.MOrency,R.B.Sozio,1982,“AComparsionofthestrenghtoftwoceramometalsystems”,J.ProsthetDent.,Vol.46,pp.424.11R.C.Vickery,L.A.Bandinelli,1968,“Natureofattachmentforcesinporcelaingoldsystem”,J.Dent.Res.,Vol.47,pp.683.12W.J.O’Brien,G.Ryge,1964,“Relationbetweenmolecularforcecalculationsandobservedstrengthofenamelinterfaces”,J.Am.Ceram.Soc.,Vol.47,pp.5.13M.P.Borom,J.A.Pask,1966,“RoleofAdherenceoxideinthedevelopmentchemicalbondingatglass-metalinterfaces”,J.Am.Ceram.Soc.,Vol.49,pp.1.14K.J.Anusavice,J.A.Horner,C.W.Fairhurst,1977,“Adherenceofanickel-chromiumalloyandporcelain.PartIpreciousalloys”,J.Dent.Res.,Vol.56,pp.1045.15莊幸雄，2006，鎳基合金與燒附陶瓷技術的整合性製程研發，國立交通大學精密與自動化工程系，碩士論文。

16艾啟峰，1988，電漿工程科技在表面處理工業應用之發展(上)，科儀新知，第20卷3期，第79~89頁，12月。

17W.J.Maloney,M.Jasty,W.H.Harris,J.O.Galante,J.J.Callaghan,1990,“Endostealerosioninassociationwithstableuncementedfemoralcomponents”,BoneJointSurg.Am.,Vol.72,pp.1025-1034.18羅正中，2001，半導體製程技術導論，台灣培生教育，台北、台灣。

19孫福升，2003，大面積常壓電漿技術之研究，國立成功大學化學工程研究所，碩士論文。

20A.Bogaerts,E.Neytsa,R.Gijbelsa,J.vanderMullenb,2002,“Review-Gasdischargeplasmasandtheirapplications”,SpectrochimicaActaPartB,Vol.57,pp.609-658.21趙家樑，2004，以電漿化學氣相離子沉積法成長類鑽碳奈米複合薄膜，國立成功大學化學工程研究所，碩士論文。

22A.S.,J.Y.Jeong,S.E.Babayan,J.Park,G.S.Selwyn,andR.F.Hicks,1998,“Theatmospheric-pressureplasmajet:areviewandcomparisontootherplasmasources”,IEEETransactionsOnPlasmaScience,Vol.26,No.6.23D.S.Rickerby,A.Matthews,1991,AdvancedSurfaceCoatings:aHabdbookofSurfaceEngineering,Blackie&SonLtd.,London.24C.Tendero,C.Tixier,P.Tristant,J.Desmaison,P.Leprince,2006,“Atmosphericpressureplasma:Areview”,SpectrochimicaActaPartB,Vol.61,pp.2-30.25陳勇志，2004，新型低溫常壓電漿系統設計製作及對光阻與聚亞醯胺材料表面處理之研究，義守大學材料科學與工程學系，碩士論文。

26高橋勘次郎著，陳熹棣編譯，1995，高週波基礎理論與應用。

27J.H.J.Scott,S.A.Majetich,Z.Turgut,M.E.Mchenry,M.Boulos,1997,“CarboncoatednanoparticlecompositessynthesizedinanRFplasmatorch”,Mat.Res.Soc.Symp.Proc.,Vol.457,pp.219-224.28M.A.Lieberman,1999,“Plasmadischargeformaterialsprocessinganddisplayapplications”,AdvancedTechnologiesBasedonWaveandBeamGeneratedPlasma,NATOScienceSeries,Vol.67,pp.1-22.29D.M.Manos,D.L.Flamm,1989,PlasmaEtching:AnIntroduction,AcademicPress,NewYork30A.Grill,1994,ColdPlasmainMaterialsFabrication:fromFundamentalstoApplications,IEEEPress,NewYork.31S.Samukawa,T.Mieno,1996,“Pulse-timemodulatedplasmadischargeforhighlyselective,highlyanisotropicandcharge-freeetching”,PlasmaSourcesSci.Technol.,Vol.5,pp.132-138.32H.K.Yasuda(Ed.),1990,PlasmaPolymerizationandPlasmaInteractionswithPolymericMaterials,Wiley,NewYork.33H.K.Yasuda,1985,PlasmaPolymerization,AcademicPress,NewYork.34W.Kern,J.L.Vossen(Eds.),1978,ThinFilmProcesses,AcademicPress,NewYork.35M.Shen,A.T.Bell(Eds.),1979,PlasmaPolymerization,ACSSymposiumSeries,Vol.108.36S.Veprek,M.Venugopalan(Eds.),1980,TopicsinCurrentChemistry,PlasmaChemistryIII,Springer-Verlag,Berlin.37R.d’Agostino(Ed.),1990,Deposition,TreatmentandEtchingofPolymers,AcademicPress,NewYork.38H.Biederman,Y.Osada,1990,Plasmachemistryofpolymers,PolymerPhysics,Springer-Verlag,Berlin,pp.57-109.39O.Goossens,E.Dekempeneer,D.Vangeneugden,R.VandeLeest,C.Leys,2001,“Applicationofatmosphericpressuredielectricbarrierdischargesindeposition,cleaningandactivation”,Surf.Coat.Technol.,pp.142–144,474–481.40詹添印等，2002，機械材料試驗，全華科技圖書股份有限公司，台北、台灣。

41W.F.Smith著，劉品均、施佑蓉譯，2005，材料科學與工程，高立圖書有限公司，台北、台灣。

42何主亮、張景棠，2004，不可忽視的陶瓷鍍膜，科學發展，第375期，第16~23頁，3月。

43D.Pech,P.Steyer,Jean-PierreMillet,2008,“ElectrochemicalbehaviourenhancementofstainlesssteelsbyaSiO2PACVDcoating”,CorrosionScience,Vol.50,pp.1492-1497.44M.Simoes,O.B.G.Assis,L.A.Avaca,2000,“Somepropertiesofprotectivesol-gelglasscoatingonsinteredstainlesssteels”,J.Non-CrystallineSolids,Vol.273,pp.159-163.45莊達人，2001，VLSI製造技術，高立出版，台北、台灣。

46J.R.Roth,1995,Industrialplasmaengineering-Volume1:PrinciplesInstituteofPhysics,PublishinginLondon.47王志方，1988，材料表面測定技術，復漢出版社，台南、台灣，第98~99頁。

48W.C.Oliver,G.M.Pharr,1992,“AnImprovedTechniqueforDeterminingHardnessandElasticModulusUsingLoadandDisplacementSensingIndentationExperiments”,JournalofMaterialsResearch,Vol.7,No.6,pp.1564-1583.49J.Ballarre,E.Jimenez-Pique,M.Anglada,S.A.Pellice,A.L.Cavalieri,2009,“Mechanicalcharacterizationofnano-reinforcedsilicabasedsol-gelhybridcoatingsonAISI316Lstainlesssteelusingnanoindentationtechniques”,Surface&CoatingTechnology,Vol.203,pp.3325-3331.50S.Y.Chang,Y.C.Huang,2007,“AnalysesofinterfaceadhesionbetweenporousSiO2low-kfilmandSiC/SiNlayersbynanoindentationandnanoscratchtests”,MicroelectronicEngineering,Vol.84,pp.319-327.51M.Suzuki,A.Kishida,H.Iwata,Y.Hata,Y.Ikada,1986,“Graftcopolymerizationofacrylamideontoapolyethylenesurfacepretreatedwithglowdischarge”,Macromolecules,Vol.19,pp.1804.52Y.Ito,M.Inaba,D.J.Chung,Y.Imanishi,1992,“ControlofwaterpermeationbypHandionicstrengththroughaporousmembranehavingpoly(carboxylicacid)surface-grafted”,Macromolecules,Vol.25,pp.7313.  電子全文  國圖紙本論文 推文 網路書籤 推薦 評分 引用網址 轉寄                                                                                                                                                                                                                    top 相關論文 相關期刊 熱門點閱論文 1. 以感應偶合電漿離子蒸鍍法於塑膠與矽基材上成長類鑽碳膜 2. 應用電漿技術製備超疏水膜材之研究 3. 氣旋式大氣電漿對聚對苯二甲酸乙二酯（PET）進行表面改質及光譜監測 4. 利用氮氣為主的常壓電漿束於聚乳酸材料表面快速植入胺基官能基之研究 5. 大氣電漿系統表面改質技術及其於微流體生物晶片製程之應用 6. 奈米鈀觸媒於矽烷改質之矽晶片上無電鍍鎳沉積之研究 7. 以低溫常壓電漿表面改質軟性基板及接枝聚合溫度敏感型高分子 8. 利用一套多功能可攜式氬氣常壓電漿設備進行殺菌效率分析與表面改質之研究 9. 利用兩階段常壓電漿技術於聚乳酸表面改質處理之研究 10. 表面處理與氧化鐵奈米顆粒的自組裝 11. 應用數值模擬及電漿診斷技術探討低溫大氣電漿製程之研究 12. 脈衝式常壓電漿供應系統之研製與應用 13. 常壓電漿對於光阻表面改質之研究   無相關期刊   1. 金屬薄膜蒸鍍附著力品質改善研究 2. 真空濺鍍玻璃鍍膜附著力研究 3. 電漿改質提升聚碳酸酯基板抗霧薄膜附著力之研究 4. 304不銹鋼表面改質對TiO2/SiO2複合膜的特性探討 5. 生態補償應用於台灣河川建設之研究 6. 百貨公司與會員關係行銷之研究-以信任與關係承諾為中介變數 7. 食品業新產品專賣店展店商圈評選之研究 8. 體驗行銷、顧客滿意度及顧客忠誠度之關連性-以中華職棒大聯盟為例 9. 海關人員工作壓力、休閒需求及休閒參與關係之研究—以高雄關稅局為例 10. 口碑、忠誠度、文化認同及服務品質對消費者購買行為影響之研究─以高雄飛航日本旅客為例 11. 休閒旅舘從業人員工作壓力與工作滿意度關係之研究 12. 廚師的工作價值觀及生涯發展與知識分享態度、意願及行為之關聯性研究 13. 履帶式無人載具設計及研發 14. 高雄港碼頭勞務外包管理與工作滿意度及顧客滿意度關係之研究----以陽明、東方海外、韓進為例 15. 顧客價值分析與顧客關係管理之研究－以A鋼鐵公司個案為例     簡易查詢 | 進階查詢 |