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研究生： 王超賢
論文名稱： 電漿浸沒式離子佈植技術於氮化表面改質 304 不□鋼之應用研究
指導教授： 梁正宏
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 原子科學院 - 工程與系統科學系
Department of Engineering and System Science
論文出版年： 2005
畢業學年度： 93
語文別： 中文
論文頁數： 55
中文關鍵詞： 電漿 、離子佈植 、氮化 、304 不□鋼 、不□鋼
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    • 本論文是研究奧氏體 304 不□鋼經由電漿浸沒式離子佈植氮化技術後，探討表面改質情況，以製作良好的機械鋼。所探討的離子佈植參數包括：能量效應（5kV、10kV、15kV、與20kV）；溫度效應（300℃、400℃、與500℃）以及劑量效應（佈植時間為：1小時、2小時、與3小時）。本論文研究並分別使用微硬度機、輝光放電分光儀、X光繞射分析儀、與抗腐蝕測試等量測儀器，分析不同的佈植參數對於奧氏體 304 不□鋼表面改質情況。再者，並配合理論模擬架構分析氮離子在奧氏體 304 不□鋼的分佈情形。由實驗結果的初步顯示：當偏壓為15kV，溫度為400℃，時間為2小時，可得到最佳的硬度與改質層，並且不會喪失奧氏體 304 不□鋼原本良好的特性。

    摘要 誌謝 附圖目錄 …………………………………………………………..… Ⅴ 附表目錄 …………………………………………………………..… Ⅶ 第一章 前言 ………………………………………………………… 1 第二章 文獻回顧 …………………………………………………… 3 第三章 實驗方法 …………………………………………………… 6 3.1 試片製作 …………………………………………………… 6 3.1.1 試片前處理 ………………………………………… 7 3.1.2 電漿離子佈植製程 ………………………………… 7 3.1.3 電漿產生原理 ……………………………………… 8 3.2 特性量測 …………………………………………………… 9 3.2.1 維氏微硬度機 ……………………………………… 9 3.2.1.1 維氏微硬度機工作原理 ……………………… 10 3.2.1.2 操作方法 ……………………………..…..…… 11 3.2.2 輝光放電分光儀 …………………………………… 12 3.2.3 X光繞射分析儀 ……………………………..……… 13 3.2.4 腐蝕測試 …………………………….……..……… 16 3.2.4.1 腐蝕測試原理 ……………………………..…… 17 3.2.4.2 腐蝕測試方法 ……………………………..…… 18 第四章 理論模擬 ………………………………………………… 27 4.1 ECR電漿源 ………………………………………………… 27 4.2 數學模式 …………………………………………………… 27 4.2.1 起始離子陣列鞘層 ………………………………… 28 4.2.2 鞘層擴張理論模式 ………………………………… 28 4.2.3 穩態鞘層理論模式 ………………………………… 29 4.3 注入離子縱深分佈 ………………………………………… 30 4.4 濺射效應 …………………………………………………… 30 4.5 擴散效應 …………………………………………………… 32 第五章 結果與討論 ……………………………………………… 34 5.1 模擬結果 ………………………………………………… 34 5.2 表面硬度值 ……………………………………………… 35 5.2.1 能量效應 …………………………………………… 35 5.2.2 溫度效應 …………………………………………… 36 5.2.3 劑量效應 …………………………………………… 37 5.3 縱深分佈 ………………………………………………… 37 5.3.1 能量效應 …………………………………………… 37 5.3.2 溫度效應 …………………………………………… 38 5.3.3 劑量效應 …………………………………………… 38 5.4 析出物的結構與組成 …………………………………… 39 5.5 腐蝕測試 ……………………………………………… 40 第六章 結論 ……………………………………………………… 50 第七章 參考資料 ……………………………………………………52

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