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陽極氧化鋁膜/鋁線材微結構對電性之影響

為了解決6061-t6的問題，作者王聖方 這樣論述：

導線結構大部分為外覆高分子PVC的金屬線，普遍不耐高溫、酸鹼、磨耗以及嚴苛氣候，PVC絕緣外層耐溫僅60℃，隨著PVC老化並脆化，絕緣性降低，陶瓷層優異的材料特性可以解決此高分子的使用限制，用以取代傳統導線，完全不會有過熱燃燒起火問題，本研究使用陽極處理氧化鋁，作為絕緣層，PVC體積電阻 >1012 Ω - cm ，但氧化鋁卻有 >1014 Ω - cm ，相差百倍。以鋁線為芯材，表面用陽極處理生成氧化鋁作為絕緣層，作法如下：鋁線當作陽極，陰極選取石墨板為惰性電極，草酸為電解溶液，通電使鋁線材表面氧化形成氧化鋁薄膜，其化學性穩定，不受酸鹼腐蝕，氧化鋁熔點2,072°C，即使500°C下，體積

電阻率仍有1014 Ω - cm ，介電擊穿電壓有18KV/mm，氧化鋁不可燃、耐酸鹼、幾乎沒有壽命侷限。習知陽極氧化鋁是高密度堆積六角形孔洞，可填塞色料發色，其孔洞緊密排列，且氧化鋁膜緊密附著在鋁基材，可完整均勻包覆鋁線，空氣中當電壓小於10000V時不導電，電阻為無窮大，但電壓大於10000V時，空氣就會被擊穿而導電，設計氧化鋁作為絕緣層，再有孔洞提供的空氣電阻，研究陽極氧化鋁當作導線絕緣層的可行性。以CVD和PVD在金屬上披覆陶瓷，難以避開披覆層剝落問題，本研究選用工業用純鋁，先研磨將鋁表層氧化層去除，再浸泡氫氧化鈉，為了清潔表面，接著浸泡硝酸溶液中和殘留氫氧化鋁，同時表面敏化，再以化學

拋光將表面平整化，以利於進行陽極處理時能平均分布電荷。鋁基材之表面粗糙度與化學拋光後表面粗糙度成正比，2000號砂紙研磨所得粗糙度為0.72μm，足以有利於後續氧化鋁生長，10%草酸50V生成之微結構孔洞小，且可生成厚度35.92μm，此厚度為最佳電阻>2000MΩ。因氧化鋁因成長張應力產生沿線材方向的裂紋，而在裂紋處電擊穿，雖然已達到高絕緣電阻，但裂紋缺陷有擊穿後電阻出現，其氧化鋁膜成長厚度約每增加10V之電壓，厚度增加1倍，使用兩段式陽極處理，第一段使用30V，第二段使用50V，經由第一段10min以上製造緻密表層，再加上第二段加速生長，以達到最佳絕緣，第一段30V陽極處理需要大於10mi

n，而第二段加速生長其需要大於30min才能生長出能抵抗1000V高壓之絕緣電阻，再經由披覆凡力水，先隔絕氧化鋁與大氣接觸吸收水份，並填補應力產生裂紋，達到最高絕緣電阻之導線，製作出來之AAO最高耐電壓1000V下接近∞，並進一步解決具氧化鋁外層導線的彎折裂開問題，撓曲90度仍能抵抗250V直流電壓，工作溫度達450℃。

應用田口法於AZ31鎂合金薄板摩擦攪拌銲接之最佳參數設計

為了解決6061-t6的問題，作者鄭凱維 這樣論述：

本研究使用精密型五軸加工機，配合自行設計得夾具夾持厚度為1 mm之AZ31鎂合金薄板試片，固定於工作平台上進行摩擦攪拌銲接，使用田口法減少實驗次數並找出最適參數組合以得到最佳的抗拉強度，用L9的田口直交表設計加工參數，三種因子與各三種水準分別為攪拌頭肩部尺寸(2、2.5、3 mm)、主軸轉速(14000、15000、16000 rpm)以及進給速度(5、10、15 mm/min)。銲接後再進行銲道的表面觀察、微硬度試驗、金相顯微組織觀察、拉伸試驗及掃描式電子顯微鏡觀測分析，實驗後得到以下幾項結論：1. 銲道的孔洞缺陷直接影響銲道的抗拉強度，從拉伸試驗的斷裂面能看出其斷裂位置並非原本的對接邊

，而是銲道造成的孔洞處斷裂，抗拉強度最高的編號5試片其孔洞缺陷最小，抗拉強度最高，能判斷孔洞缺陷對銲道抗拉強度有非常大的負面影響。2. 最高的抗拉強度為編號五試片，其參數為2.5 mm肩部尺寸、15000 rpm、15 mm/min，抗拉強度為169.052 Mpa，約為母材強度的65%，最低的抗拉強度為編號1試片，其參數為2 mm肩部尺寸、14000 rpm及5 mm/min，抗拉強度為30.804 Mpa，為母材強度的11%。3. 編號5號試片出現延性破壞的酒窩狀(dimple)組織，顯示本試片在拉伸過程中產生了塑性變形，其他八組試片發現材料的斷面呈現劈裂面或自由表面，尚未完全塑性變形

便破斷，可以得知其他組別試片的破斷面皆為脆性破壞。4. 透過田口法，找出之最適參數為A2(2.5 mm肩部尺寸)、B2(15000 rpm)、C3(15 mm/min)參數組合，其剛好為實驗參數配置的編號五號試片。