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研究生:吳崧銓
研究生(外文):WU,SUNG-CHUAN
論文名稱:銅表面親疏水改質及對水沸騰之影響
論文名稱(外文):The Effect of Hydrophobic/hydrophilic Surface Modification of Copper on Water Boiling Behavior
指導教授:簡錫新簡錫新引用關係馬廣仁
指導教授(外文):CHIEN,HSI-HSINMA,KUNG-JENG
學位類別:碩士
校院名稱:中華大學
系所名稱:機械工程學系碩士班
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:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:74
中文關鍵詞:超親水超疏水熱管毛細結構沸騰
外文關鍵詞:super-hydrophilicsuper-hydrophobicheat pipewickBoiling
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目前3C散熱相關產品以銅粉燒結毛細結構作為基底的熱管為主流,因為能以較低成本提供高散熱效率且易於大規模生產。為了進一步提高銅熱管的性能,本研究致力於以sol-gel浸鍍的方式操控表面親水性或疏水性。
結果顯示,浸鍍後經過在N2環境或乾燥的環境下低溫烘烤處理後,含 SiO2及TiO2鍍膜之銅毛細結構板皆呈現超親水性。但在潮濕的環境或以更高的溫度處理後即變成超疏水性。這種表面性質從超親水到超疏水性之變化可歸咎為表面結構從CuO 到 Cu2O的轉變。
在沸騰的實驗中發現,銅表面在輸入熱功率相對較低的情況下,具有超親水性的表面不利於氣泡成核,但可避免在高功率下因氣泡膜而形成乾燒現象。銅表面若呈超疏水性則利於在較低的輸入功率下氣泡成核,但很容易在高功率下產生氣泡膜而造成乾燒現象。本研究建議,在超親水性的銅表面製造微小的超疏水點陣列後,熱管的性能可以得到更進一步改善。

The heat pipes based on the copper powder sintered capillary structure becomes the mainstream for the heat dissipation of 3C related products because they provide high performance and easy to be mass produced with a low cost. This study devoted to the manipulation of surface hydrophilic or hydrophobic properties by sol-gel dipping process, in order to further enhance the performance of Cu heat pipes.
The results show that the SiO2 and TiO2 coated Cu wick plates demonstrate super-hydrophilic properties after dip coating and low temperature baking process in N2 ambient or dry environment. However, it turns into super-hydrophobic properties after post treatment at a higher temperature in humid environment. The change of surface properties from super-hydrophilic to super-hydrophobic can be attributed to the surface structure change from CuO to Cu2O
In boiling experiment, it was observed that the Cu with super-hydrophilic surface not favors the nucleation of bubbles at a relatively lower input of heat power; however it can avoid dry out due to the formation of bubble film at high power input. The super-hydrophobic copper benefits the bubbles nucleation at a lower input power, but it is prone to generate bubble film resulting in dry out at high power. It is suggested that to fabricate small super-hydrophobic points on super-hydrophilic Cu matrix, the performance of heat pipes can be further improved.

摘要 i
英文摘要 ii
致謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 前言 1
第二章 文獻回顧 4
2-1 熱管基本介紹 4
2-1-1 熱管 4
2-1-2 熱管的優點及其界限 5
2-2沸騰 9
2-2-1沸騰與表面性質之關聯 12
2-3熱管的毛細結構 19
2-4銅表面改質方式 21
2-4-1 蝕刻 21
2-4-2 水熱法 23
2-4-3 熱氧化法 25
2-4-4 薄膜沈積 26
2-4-4-1物理氣相沈積法 27
2-4-4-2化學氣相沈積法 28
2-4-4-3溶膠-凝膠法 28
2-5靜態接觸角 31
第三章 實驗設備與步驟 33
3-1 實驗規劃 33
3-2 實驗流程 34
3-2-1 試片準備 35
3-2-2 試片前處理 35
3-2-3 鍍膜與烘乾程序 36
3-2-4 膜層的熱處理 36
第四章 結果與討論 40
4-1低溫高濕環境下對鍍膜後之銅粉燒結結構表面的影響 41
4-2有無經過高溫氫還原熱處理對鍍膜後之銅粉燒結結構表面的影響 48
4-3氧化法製造氧化銅奈米結構對銅粉燒結結構表面的影響 49
4-4以較低溫進行氧化法製造氧化銅奈米結構對銅粉燒結結構表面的影響 52
4-5銅表面超疏水/超親水特性對水沸騰之影響 54
4-6 討論 63
4-6-1超親水、超疏水性質表面對沸騰之影響 63
4-6-2超親水、超疏水性微結構表面對沸騰之影響 64
4-6-3微結構對沸騰之影響 65
4-6-4 含有疏水點之超親水面對沸騰之影響 65
第五章 結論 69
參考文獻 71

[1] 莊東漢,“擴散接合技術探討”,機械月刊,21,12,1995,PP 198-209
[2] 日本熱管技術協會,依日光譯,“熱導管技術理論實務”,1986
[3] Eric Forrest, Erik Williamson, Jacopo Buongiorno, Lin-Wen Hu, Michael
Rubner , Robert Cohen,” Augmentation of nucleate boiling heat transfer and critical heat flux using nanoparticle thin-film coatings”, International Journal of Heat and Mass Transfer 53 , 2010 , PP.58–67
[4] W. Wu , H. Bostanci , Chow L.C. , Y. Hong , M. Su ,. Kizito J.P,” Nucleate boiling heat transfer enhancement for water and FC-72 on titanium oxide and silicon oxide surfaces”, International Journal of Heat and Mass Transfer 53 , 2010 , PP.1773–1777
[5] Amy Rachel Betz , Jie Xu , Huihe Qiu and Daniel Attinger ,” Do surfaces with
mixed hydrophilic and hydrophobic areas enhance pool boiling ? ”, Applied Physics Letters, 97 , 141909 , 2010.
[6] Y. Takata , S. Hidaka, J. M. Cao, T. Nakamura, H. Yamamoto, M. Masuda, T. Ito, “Effect of surface wettability on boiling and evaporation”, Energy, 30, 2005. PP.209-220
[7] Sang M. Kwark , Gilberto Moreno , R. Kumar , H. Moon , S. M. You ,“Nanocoating characterization in pool boiling heat transfer of pure water”, International Journal of Heat and Mass Transfer 53 , 2010 , PP 4579 -4587
[8] R.S Gauger ,“Heat Transfer Devices”, U.S. Patent 2,350,348, 1944.
[9] G.M. Grover ,“U.S. Patent NO.3229759”, 1963.
[10] 孫國華,“熱管(Heat Pipe)”,科學月刊雜誌社(科學月刊全文資料庫),1971,
Vol. 18, http://210.60.226.25/science/content/1971/00060018/0007.htm
[11] http://forums.tweaktown.com

[12] Udell K.S.,“Heat Transfer in porous media considering phase change and capillarity”, Int. J Heat Transfer, Vol. 28, No. 2, 1985 , PP. 485-495
[13] 許智穎,“燒結與溝槽式複合毛細結構微熱管之製造與實驗研究”,國立台灣科
技大學,2008,PP.31
[14] 陳勇志,“沸騰過程之汽泡生成數值模擬及蒸發器熱傳分析”,國立雲林科技大
學,2009,PP.9-15
[15] S Nukiyama. ,”The Maximum and minimum Values of Heat Transmitted from Metalto Boiling Water Under Atmospheric Pressure”, J.Japan Soc. Mech. Eng.,37,367,1934(Translation: Int. J. Heat Mass Transfer,9,1419,1966 )
[16] http://rnxjp.tjuci.edu.cn/k7-2.htm
[17] http://www.wlv.com/products/databook/db3/data/db3ch9.pdf
[18] 朱厚任,“銅粉燒結毛細結構之沖蝕研究”,大同大學,2008,pp.9-12
[19] Wu Shen-Chun, Hsieh Bing-Han, Yeh Chien-Chih, Chen Yau-Ming ,”Investigation of the Polymer Wick Structure Applied to Loop Heat Pipe”, IMPACT(4th) , 2009 , PP.368-371
[20] Hwang G.S. , M. Kaviany , W.G. Anderson , Zuo J. ,”Modulated wick heat pipe”, International Journal of Heat and Mass Transfer 50,2007,PP.1420–1434
[21] Sauciuc I, Chrysler G, Mahajan R, Prasher R ,“Spreading in the heat sink base: Phase change systems or solid metals??”, IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies, 2002, Vol.25 No. 4, PP. 621-628.
[22] http://www.me.mcut.edu.tw/ %2Fself_store%2F5%2Fself_attach%2FCH3_製程概
述new.pdf
[23] 沈宗瀚,“利用光還原法自組裝氧化銅微奈米結構之研究”,國立東華大學,2009
,pp12-16

[24] H. Y. Zhao, Y. F. Wang, Jing Hui Zeng, Cryst. Growth. vol.8 No.10, 2008
,PP 3731-3734
[25] Chenglin Yan, Dongfeng Xue, Cryst. Growth. vol.8 No.6 , 2008, 1849-1854
[26] HongboWang, Qinmin Pan, Jianwei Zhao,Weitao Chen, “Fabrication of CuO/C films with sisal-like hierarchical microstructures and its application in lithium ion batteries”,2008, Journal of Alloys and Compounds 476 , 2009, , PP 408–413
[27] Ming-De Pei, Bo Wang, Er Li, Xue-hong Zhang, Xue-mei Song, Hui Yan,” The fabrication of superhydrophobic copper films by a low-pressure-oxidation method”, 2009, Applied Surface Science 256 , 2010 , PP 5824–5827
[28] Feng-Ming Chang,Shao-Liang Cheng, Siang-Jie Hong, Yu-Jane Sheng, and Heng-Kwong Tsao,” Superhydrophilicity to superhydrophobicity transition of CuO nanowire films” , APPLIED PHYSICS LETTERS 96, 114101 , 2010,
[29] 余易穎,“以水性溶膠-凝膠法浸泡硼矽酸鹽玻璃平板以製作氧化鋁鍍膜之研究”,中華大學,2010,PP.15-19
[30] http://elearning.stut.edu.tw/m_facture/Nanotech/Web/ch3.htm
[31] 蕭俊銘, “以常壓微波電漿法低溫製備銅基氧化物薄膜”,2009,
[32] C. Jeffrey Brinker, and George W. Scherer, “Introduction”, Sol-gel Science: The Physics and Chemistry of Sol- Gel Processing, Academic Press, 1990, PP. 1-3.
[33] 陳忠詰 ,“中性氧化鋁(Al2O3)奈米粉體熔膠的製造方法”, 中華民國專利I300764,民國94年
[34] http://140.112.168.1:8000/nano/ppt/奈米溶膠材料比較.ppt
[35] http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E6%8E%A5%E8%A7%B8%E8%A7%92
[36] 江雷 馮琳,“仿生智慧納米介面材料”,化學工業出版社,2007, PP.108
[37] Hai Trieu Phan, Nadia Caney , Philippe Marty , Stéphane Colasson ,Jérôme Gavillet , ” How does surface wettability influence nucleate boiling?” , C. R. Mecanique 337 , 2009 , PP.251–259
[38] http://www.hudong.com/wiki/沸腾传热?prd=citiao_right_xiangguancitiao
[39] 周定偉,馬重芳,劉登瀛,“強潤濕性液體沸騰試驗影響因素的實驗研究”,應用科學學報第20卷第1期,2002,PP1-5

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1. 21. 陳冠仰、戴有德與方世榮(2010),國內航空業關係利益、關係品質及顧客自發性表現行為之研究,運輸學刊,第二十二卷,第四期,頁447-480。
2. 14. 林清山(1984),線性結構關係(LISREL)電腦程式的理論與應用,測驗年刊,第31輯,頁149-164。
3. 18. 祝道松、洪晨桓與陳怡安(2007),以服務利潤鏈觀點探討顧客忠誠度之建立─以本國銀行為例,顧客滿意學刊,第三卷,第二期,頁95-120。
4. 3. 方世榮、陳連勝與張雅婷(2008),顧客關係傾向與關係品質之探討─以科技介入與涉入程度為干擾變項,東吳經濟商學學報,第六十期,頁1-38。
5. 2. 方世榮(2002),關係價值、關係品質與忠誠度之探討─零售銀行業的實證研究,管理學報,第十九卷,第六期,頁1097-1130。
6. 劉維公,2008c,《城市行銷:以獨特體驗將城市營造為品牌》,數位時代,2008(8):164-165。
7. 徐進鈺,2003,《邁向學習性經濟中的創意型城市:兼論台北的機會與限制》,研考雙月刊,27(4):66-75。
8. 25. 楊蓁海(2007),我國銀行存放款利差減少原因剖析與因應對策,中央銀行季刊,第二十九卷,第二期,頁45-82。
9. 27. 趙清遠、黃義俊、趙美雯與王崇禮(2009),專業能力、關係品質與顧客關係管理效能之關聯性研究─以非金控綜合券商顧客為例,朝陽商管評論,第八卷,第一、二期合刊,頁67-100。
10. 28. 劉祥熹、涂登才與羅建昇(2010),從關係價值與關係品質觀點探討品牌形象對消費者滿意度與忠誠度之影響─臺灣筆記型電腦產業為例,管理學報,第二十七卷,第三期,頁225-245。
11. 29. 鄭家宜(2009),社會線索與選擇問題對顧客忠誠度影響之初探,管理學報, 第二十六卷,第五期,頁533-557。
12. 33. 嚴秀茹、李有仁、蕭丞傑、李國書(2006),顧客關係利益之階層探析:方法目的鏈之應用,管理評論,第二十五卷,第一期,頁95-119。
13. [1] 莊東漢,“擴散接合技術探討”,機械月刊,21,12,1995,PP 198-209