跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(216.73.216.106) 您好!臺灣時間:2026/04/03 22:42
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:洪國鈞
研究生(外文):Hung, Kuo-Chun
論文名稱:量測接觸角估算固體表面自由能之標準實驗流程
指導教授:鄭榮偉
指導教授(外文):Cheng, Jung-Wei
口試委員:馮國華林煒淳
口試委員(外文):Feng, Guo-HuaLin, Wei‐Chun
口試日期:2019-07-31
學位類別:碩士
校院名稱:國立中正大學
系所名稱:機械工程系研究所
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:2019
畢業學年度:107
語文別:中文
論文頁數:58
中文關鍵詞:表面自由能
外文關鍵詞:surface free energy
相關次數:
  • 被引用被引用:1
  • 點閱點閱:367
  • 評分評分:
  • 下載下載:7
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:1
本論文探討接觸角量測實驗時,試片準備、環境之有機氣體與水氣、及接觸角量測儀之量測誤差對於接觸角量測結果的影響。發現相機俯角越大,量測誤差會越大,不過液滴等於90°時,量測值並不會受相機俯角的影響;當液滴接觸角小於90°時,接觸角越小,相機俯角造成的量測誤差會越大,反之,液滴大於90°時,接觸角越大,相機俯角造成的量測誤差也會越大。另外,清洗過的基板在乾燥時需放入真空腔體並經過加熱程序,才能有效去除有機分子與水氣的附著。在探討有機分子、水氣對接觸角量測實驗結果之影響時發現,有機分子會影響固體材料之極性表面自由能^p的量測值,影響程度與材料原本的極性表面自由能值有關;水氣會影響固體材料之非極性表面自由能^d的量測值,影響程度與材料原本的非極性表面自由能值有關。
瞭解上述的影響後,提出一個接觸角量測實驗的標準量測流程,讓之後的實驗者按照此流程進行實驗,可突破氣候與地區的限制、降低實驗者人為因素、以及忽略接觸角量測儀器間的規格差異,得到更一致且準確的量測結果。
另外,提供以此標準量測流程所量測之接觸角估算得出的實驗室常見固體的表面自由能,作為日後實驗者的參考依據。
This paper discusses the influence of some common factors in laboratory which have always been ignored during contact angle measurement such as sample preparation, organic gases and water vapor, and measurement lack of goniometer.
It is found that if the contact angle of droplet is equal to 90°, the measured contact angle of droplet won’t change when depression angle increases;If the contact angle is less than 90°, the smaller the contact angle is, the larger the measurement error happened due to the increasing depression angle; However, if the contact angle is more than 90°, the larger the contact angle is, the larger the measurement error happened due to the increasing depression angle.
In sample preparation, the cleaning samples have to be hold in closed vacuum chamber and heated during drying process in case the adsorption of organic compound and water vapor.
In addition, when discussing the effects of organic gases and water vapor to surface of solid materials, the conclusion is, organic gases will influence the polar component of surface free energy of the solid surface, while water vapor influences the nonpolar component.
According to the results above, our laboratory suggested a standard procedure of contact angle measurement. Let the following operators who use this procedure can eliminate the environment factors wherever they belong to. And finally, we supplied the surface free energy datasheet of some common solid materials.
摘要 i
Abstract ii
致謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的與方法 3
1.3 文獻回顧 3
1.4 論文貢獻與架構 5
第二章 常見固體表面之清潔 7
2.1 表面汙染物種類、來源、與影響 7
2.2 各類清潔方法介紹 8
2.3 常見固體表面之清潔 10
2.3.1 矽晶圓清潔 10
2.3.2 玻璃清潔 10
2.3.3 聚對苯二甲酸乙二酯清潔 13
第三章 接觸角量測誤差 14
3.1 相機俯角對接觸角的影響 14
第四章 環境對接觸角的影響 17
4.1 簡易環境控制手套箱製作 17
4.2 試片乾燥的影響 22
4.3 有機氣體及水氣的影響 22
4.3.1有機氣體的影響 22
4.3.2 水氣的影響 29
第五章 標準接觸角量測流程與常見固體之表面自由能估算 32
5.1 標準接觸角量測流程 32
5.2 常見固體表面自由能估算 35
5.2.1 表面自由能介紹 35
5.2.2 常見固體之表面自由能 37
第六章 結論與未來工作 39
參考文獻 40
附錄A 表面自由能、表面内聚功、表面吸附功、與界面自由能 42
附錄B 臨界表面張力與表面自由能的關係 43
附錄C 俯角模擬之計算 44


[1]E. G. Shafrin and W. A. Zisman, “Effect of adsorbed water on the spreading of organic liquids on soda-lime glass,” J. Am. Ceram. Soc., 50 (1967) 478-484
[2]R. J. Huang, T. Demirel, and T. D. McGee, “Calculation and Interpretation of Surface Free Energy of Wetting of E-Glass by Vapors,” J. Am. Ceram. Soc, 56 (1973) 87-91
[3]A. Bondi, “The spreading of liquid metals on solid surfaces,” Chem. Rev., 52 (1953) 417-458
[4]S. K. RHEE, “Surface energies of silicate glasses calculated from their wettability data,” J. Mater. Sci, 12 (1977) 823-824 Letters
[5]N. M. Parikh, “Effect of Atmosphere on Surface Tension of Glass,” J. Am. Ceram. Soc, 41, No. 1 (1958) 18-22
[6]D. H. Bangham and R. I. Razouk, “Adsorption and the wettability of solid surfaces,” Trans. Faraday Soc., 33 (1937) 1459-1463
[7]D. A. Olsen and A. J. Osteraas, “The Critical Surface Tension of Glass,” J. Phys. Chem., 68 (1964) 2730-2732
[8]P. Debye and L. K. H. van Beek, “Effect of atmosphere on surface tension of glass,” J. Chem. Phys., 31 (1959) 1595-1597
[9]W. Kern, “The evolution of silicon wafer cleaning technology,” J. Electrochem. Soc. 137 (1990) 1887-1892
[10]J. J. Cras, C. A. Rowe-Taitt, D. A. Nivens, and F. S. Ligler, “Comparison of chemical cleaning methods of glass in preparation for silanization,” Biosens. Bioelectron. 14 (1999) 683-688
[11]Ionela CARAZEANU POPOVICI and Naliana LUPASCU, “Chemical durability of soda-lime glass in aqueous acid solutions,” Ovidius University Annals of Chemistry, 23 (2012) 128-132
[12]T. Takahagi, Y. Nakayana, F. Soeda, and A. Ishitani, “Effects of surface cleaning and X-ray irradiation in XPS study of polymers,” J. Appl. Polym. Sci. 41 (1990) 1451-1458

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top