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研究生:林慧祈
研究生(外文):Lin Hway Chi
論文名稱:微細粒子在化學蒸氣沈積反應器之成長
論文名稱(外文):Fine Particles Growth in CVD Reactors
指導教授:呂世源
指導教授(外文):Lu Shih Yuan
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:化學工程研究所
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1996
畢業學年度:84
語文別:中文
中文關鍵詞:化學蒸氣沈積法布朗碰撞凝結不連續-區段模式
外文關鍵詞:Chemical Vapor Deposition MehtodBrownian CoagulationDiscrete-Sectional Model
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無機膜因為具有良好的化學安定性、抗熱性及機械強度,使的它們可用於
惡劣的操作環境,這些特性是傳統以高分子為基礎的有機膜所缺乏的。因
此無機膜之應用日益廣泛,有關無機膜之製備及研究也日益增加。在眾多
可以用來成長無機膜的方法中,化學蒸氣沈積法 ( chemical vaper
deposition method ) 在長膜元素或化合物之多樣性及純度上可謂是一枝
獨秀。此程序牽涉到許多複雜的化學及物理現象,諸如:氣相化學反應、
熱量、動量及質量的傳送、均相/異相核凝 ( homogeneous/
heterogeneous nucleation )、分子團/粒子碰撞凝結 ( coagulation
)以及分子團/粒子沈積等。因此了解這些複雜的因子間之交互作用將是
得以成功地使用化學蒸氣沈積法長膜的基礎。以往雖有許多專家學者致力
於這方面的研究,但是侷限於其複雜性,所模擬到的大小僅屬於分子團
( molecular cluser ) 而已。本研究的目的即是要利用所建立的福傳 (
FORTRAN ) 程式模擬微細粒子在化學蒸氣沈積反應器內之生成、成長以及
沈積的過程,計算出反應器內速度、溫度及物種濃度之分佈情形,同時求
出產物粒徑大小的分佈。希望藉此以得知在何種操作情況下能夠沈積出我
們所希望孔徑大小的薄膜。在模擬過程中我們同時考慮化學反應、熱量、
質量及動量的傳送、氣相反應物種的熱擴散 ( thermal diffusion ) 、
均相核凝、布朗碰撞凝結 ( Brownian coagulation ) 及粒子熱泳運動
( thermophoretic motin ),並探討諸多反應操作條件,如:反應器壁溫
度、反應器壓力、進料速度、濃度、濃度比及進料口大小等,對沈積分子
團/粒子大小及沈積速率的影響。在粒子成長方面我們採用不連續-區段
模式 ( discrete- sectional model ) ,以模擬粒子成長到次微米 (
submicrometer ) 大小的過程。本研究中我們將主要針對二氧化鈦粒子之
生成、成長及沈積的程序來做模擬探討,並採用氯化物程序 ( chloride
process ) 來產生二氧化鈦。對於沈積下來的二氧化鈦粒子,將形成我們
想要的無機膜;而未沈積下來的二氧化鈦粒子則隨反應物、副產物和載
體 ( carrier gas ) 離開反應器,此部份可作為備製二氧化鈦粉體的研
究。

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