臺灣博碩士論文加值系統

近年來奈米技術不斷的提昇，探討微奈米尺度下薄膜材料表面微磨耗行為與機制，主要研究是將銀和銅的薄膜濺鍍於基材PMMA之製程技術與奈米磨潤性質探討。
本論文使用奈米性質測試儀(NanoTest)，銷對盤（Pin-On- Disc，POD）之功能來進行磨潤實驗中奈米磨耗性質量測之實驗，實驗參數設定為施加負荷、轉速及旋轉半徑等，觀察磨耗行為下表面形貌分析，可建立鍍膜後機械性質於未來研究之參考。
由實驗結果得知，其平均摩擦係數變化可區分為二個階段：第一階段是施加負荷於1mN至5mN之範圍時，由於金屬薄膜表層之黏附（adhesion）效應造成之現象；而第二階段是施加負荷於20mN至200mN之範圍時，表面犁割（ploughing）效應造成摩擦係數增加，同時發現滯滑(stick-slip)現象會出現在較大負荷作用下，這是金屬薄膜鍍在PMMA基材上由基材效應所導致之特殊現象。

The nano technology has been advanced continuously recent years. The micro-wearing behavior and mechanism of thin film material under micro/nano scale have discussed. The most research are discuss the properties of nano-tribology and the manufacturing process technology which sputtering on the PMMA substrate.
The properties of nano-wearing experiments are measured by NanoTest and Pin-On Disc (POD), respectively. The experimental parameters are: applied load, rotational speed and rotational radius, etc. And analyze the surface morphology under wearing behavior, to create the rule which the mechanical properties after coat film for future research.
As the experimental results, the average coefficient of friction can be separated two stages: firstly, due to the adhesion effect phenomenon occurred on the surface of metal thin film when the loading is around 1 to 5mN; second is the ploughing causing the coefficient of friction increased when the loading between 20 to 200mN. The stick-slip phenomenon occurred simultaneously under large loading, it’s the special phenomenon which due to the substrate effect when the metal film coated on the PMMA substrate.

目 錄
摘 要 i
英文摘要 iii
誌 謝 v
表 目 錄 ix
圖 目 錄 x
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 本論文架構 2
第二章 文獻回顧 4
2.1 奈米磨潤 4
2.2歷年研究磨潤學現象 5
第三章 研究原理 11
3.1薄膜基本原理 11
3.1.1薄膜沈積(Thin Film Deposition) 11
3.1.2薄膜沉積機制 12
3.1.3薄膜的表面組成 13
3.1.4薄膜接合 16
3.2硬度、摩擦及耐摩耗性 16
3.2.1硬度 16
3.2.2耐磨耗性 17
3.2.3摩擦力與特性 18
3.3多元奈米高性能合金鍍膜金相顯微系統濺鍍設備製程原理 21
3.3.1濺鍍之原理 21
3.3.2直流二極式濺鍍機構造原理 22
3.3.3電漿原理[36] 22
3.4銷對盤實驗原理 23
3.5鍍膜參數的影響 24
3.6 微磨耗行為與機制 25
第四章 研究方法與步驟 32
4.1 實驗流程 32
4.1.1試片清洗 32
4.1.2濺鍍實驗流程 32
4.1.3 Alpha－Step Surface Profiler 膜厚量測流程 33
4.1.4奈米磨潤系統實驗參數設定 34
4.1.5 奈米性質量測系統操作方法 35
4.1.6銷對盤磨耗實驗流程 35
4.2 實驗設備介紹 36
4.2.1多元奈米高性能合金鍍膜金相顯微系統濺鍍設備簡介 36
4.2.2 Alpha－Step Surface Profiler 膜厚量測儀簡介 37
4.2.3奈米性質量測系統 38
4.2.4掃描式電子顯微鏡(SEM，Scanning Electron Microscope) 39
第五章 結果與討論 60
5.1銀薄膜（Ag Thin Film） 60
5.2銅薄膜（Cu Thin Film） 61
5.3 綜合討論 62
5.4 結論 63
參考文獻 71
自 傳 76

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