電磁場可控式之微波材料處理｜國立清華大學博碩士論文庫

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研究生：	徐複樺 Syu, Fu-Hua
論文名稱：	電磁場可控式之微波材料處理 The Microwave Heating Process of Controlled Electromagnetic Field
指導教授：	張存續 Chang, Tsun-Hsu 朱國瑞 Chu, Kwo-Ray
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	理學院 - 物理學系 Department of Physics
論文出版年：	2009
畢業學年度：	97
語文別：	中文
論文頁數：	66
中文關鍵詞：	微波加熱、橢圓共振腔、阻抗匹配、碳化矽、溫度量測
外文關鍵詞：	Microwave heating, Elliptical cavity, Impedance matching, SiC
相關次數：	點閱：2 下載：0
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本研究首先闡述單模微波共振腔的優勢，及其目前在熱測上的限制與挑戰，藉著耦合孔(coupling hole)的選擇對Q值及耦合的變化、外加金屬對電場的影響，來簡化共振腔的調變參數。為了更了解影響共振腔效能的參數，本文聚焦在共振腔的電場模擬分析、冷測結果，以期改善共振腔的操作限制，使微波與放置材料後的共振腔有最大耦合，不同於以往以上百瓦的功率進行微波加熱實驗，本研究嘗試以較低的功率進行微波加熱，但使其操作條件達臨界耦合，為了改善加入材料後，及方便熱測時使腔體Q值降低的缺陷，本研究利用外加金屬改變腔體結構來提高耦合。實驗選定的材料是處於高溫下化學性穩定、熱膨脹係數小的碳化矽，以熱力學與電動力學相關公式建立碳化矽能量方程式；以HFSS分析腔體內電場變化情形，並找出實驗調控最便利，且碳化矽內部電場耦合最佳的情況，進行熱測，建立碳化矽在各功率下的升溫曲線。對於微波加熱處理其他吸波能量較差的材料時，例如：非晶矽，則可使用碳化矽作為微波輔助吸收材。

封面
摘要
誌謝
目錄
第一章 緒論
1.1 前言                                             1
1.2 微波加熱簡介                                     2
1.3 微波加熱的優勢                                   5
1.4 研究動機                                         7
第二章 微波與材料的作用原理
2.1 微波與材料的作用型式                             8
2.2 微波在物質中的波方程                             9
2.3 微波介電參數                                     11
2.4 微波在良導體中                                   13
2.5 微波在介電質中                                   14
第三章 材料特性介紹
3.1 碳化矽簡介                                       16
3.2 碳化矽的發展與應用                               19
3.3 碳化矽能量方程式建立與模擬                       23
3.4 非晶矽與多晶矽簡介                               28
第四章 可控式微波共振腔
4.1 共振腔簡介                                       30
4.2 共振腔的模擬                                     31
第五章 實驗儀器與量測
5.1 實驗裝置介紹                                     34
5.2 網路分析儀量測                                   37
 5.2.1 耦合係數(Coupling Coefficient)                38
 5.2.2 電壓駐波比(VSWR)                              39
第六章 實驗流程與結果
6.1 耦合孔的調變                                     42
6.2 碳化矽溫度量測結果(一)                           46
6.3 HFSS 模擬                                        50
6.4 碳化矽溫度量測結果(二)                           55
  6.4.1 功率大小對碳化矽升溫的影響                   55
  6.4.2 腔體Q值對碳化矽升溫的影響                    58
  6.4.3 材料尺寸對碳化矽升溫的影響                   59
6.5 碳化矽輔助加熱非晶矽                             60
第七章 結論與未來展望                                63
參考文獻                                             64
附錄                                                 66

                                

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