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研究生:吳姍佩
研究生(外文):Shan-pei Wu
論文名稱:錫在金屬基地奈米侷限下之熔化行為研究
論文名稱(外文):Investigation of the Melting Behavior of Tin Nano-Confined by Metal Matrix
指導教授:孫佩鈴
指導教授(外文):Pei-ling Sun
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:材料科學所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:107
中文關鍵詞:熔點機械合金法奈米侷限
外文關鍵詞:Melting pointMechanical alloyingNanoconfinedTin
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奈米材料由於其尺寸縮小的因素,造成了其物理及化學性質的特殊變化,如熔點溫度的過熱(superheating)或下降之現象。奈米材料是近年來的熱門話題,但是對奈米粒子的研究皆以具自由表面為主。而本研究為探討受侷限之奈米材料的熔點溫度之改變,奈米侷限是奈米材料所有體積完全被侷限於母材內,有別於以往的具自由表面之奈米粒子,亦非存在於基材表面的量子點。

本研究以金屬基地侷限法的方式,使用機械合金法均勻混合鋁及二氧化錫粉末,並將粉末顆粒細化,再利用粉末本身內還原(internal reduction)的方式,以期得到被氧化鋁或鋁基材侷限之奈米錫顆粒。實驗結果顯示,在不同克重比之下,由於組成成分之不同,會造成熔點溫度之不同。當SnO2 : Al的克重比為1:3時,隨著球磨時間的增加,奈米錫顆粒吸熱峰之peak溫度並差異,而吸熱峰之onset溫度有上升的趨勢,此結果與XRD結果計算出錫顆粒尺寸隨球磨時間的增加相符。當SnO2 : Al的克重比為2:2時,其Sn的熔點溫度皆在229℃左右,但共晶之熔點溫度隨著球磨時間增加而降低。當SnO2 : Al的克重比為3:1時,其結果為隨著球磨時間的增加,奈米錫顆粒之熔點溫度由230℃降至224℃。
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
目錄 Ⅲ
表目錄 Ⅵ
圖目錄 Ⅶ

第一章 前言 1
第二章 文獻回顧 2
2.1 奈米金屬材料之物理特性 2
2.1.1 奈米材料簡介 2
2.1.2 奈米效應 3
2.1.3 奈米材料的應用 10
2.2 鋁、氧化錫、錫之簡介 12
2.2.1 鋁的性質 12
2.2.2 氧化錫的性質 13
2.2.3 錫的性質 15
2.3 鋁、錫氧化行為之比較 17
2.4 成核理論 18
2.4.1 均質成核 18
2.4.2 異質成核 19
2.5 奈米晶體的熔化行為 19
2.6 奈米錫之探討 21
2.7 機械合金法基本原理 26
2.7.1 不同階段的機構演變 26

2.7.2 球磨製程的變數 29
2.8 奈米侷限的定義 32
第三章 實驗步驟與方法 33
3.1 機械合金法製備奈米錫顆粒 34
3.2 微結構分析 36
3.2.1 X-ray 繞射分析 36
3.2.2 調幅式示差掃描分析儀(Differential Scanning Calorimetry,
DSC)之熔點量測 37
3.2.3 SEM 表面形態觀察 38
3.2.4 穿透式電子顯微鏡觀察 39
3.2.5 雷射粒徑分析 40
第四章 結果與討論 41
4.1 金屬基地法 41
4.2 (2N)Xg SnO2+(4-X)g Al 系統 41
4.2.1 X光繞射分析 43
4.2.2 表面形貌觀察與顯微結構分析45
4.2.3 DSC分析 47
4.3 (4N) 1g SnO2+3g Al 系統 49
4.3.1 X光繞射分析 49
4.3.2 表面形貌觀察與顯微結構分析 51
4.3.3 DSC分析 56
4.4 (4N) 2g SnO2+2g Al 系統 61
4.4.1 X光繞射分析 61
4.4.2 表面形貌觀察與顯微結構分析 63
4.4.3 DSC分析 70
4.5 (4N) 2g SnO2+2g Al 系統 74
4.5.1 X光繞射分析 74
4.5.2 表面形貌觀察與顯微結構分析 76
4.5.3 DSC分析 83
第五章 結論 88
第六章 未來展望 89
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