電化學放電加工應用於藍寶石加工之研究

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姓名

鍾森富(Sen-fu Zhong) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系

論文名稱

電化學放電加工應用於藍寶石加工之研究
(A study on sapphire machining by electrochemical discharge machining)

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摘要(中)

藍寶石因具有優良機械性質，常被用來當作發光二極體磊晶基板、手機螢幕保護層等用途，但其硬脆性質，使加工過程相當困難。本研究是以不同電壓、加工時間、電解液比例，進行電化學放電加工應用於藍寶石加工之研究。
經過實驗結果的觀察與比較，發現以電壓80V，加工60秒，電解液磷酸與硫酸混合液，硫酸佔55.56%時，加工深度可達24.4663μm為本研究最佳加工深度，而加工效率也高於業界使用濕蝕刻加工藍寶石，且沒有出現如雷射加工時，有熱影響區的狀況，證明了藍寶石能夠以電化學放電加工的方式加工的可行性。

摘要(英)

Sapphire is excellent mechanical properties that used as substrate of light-emitting diode epitaxial and screen protective film of cell phone, but it is quite difficult machining. This study used a different voltage, the time and the proportion of the electrolyte,A study on sapphire machining by electrochemical discharge machining.
Observation and comparison of experimental results and found that the voltage 80 voltage, 60 seconds and electrolyte mixture of phosphoric acid and sulfuric acid, sulfuric acid, accounting for 55.56%, the mechining depth is 24.4663μm, that is the largest working depth of the study, and this mechining efficiency is also higher than the industry using sapphire machining by wet etching, and no heat affected zone, such as laser processing, sapphire able to prove the feasibility of electrochemical discharge machining methods of processing.

關鍵字(中)

★ 電化學放電加工
★ 藍寶石

關鍵字(英)

★ ecdm
★ sapphire

論文目次

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 .. vii
表目錄 x
第一章緒論 1
1-1研究動機 1
1-2文獻回顧 4
第二章實驗基礎理論 6
2-1 放電加工理論 6
2-1-1 放電加工去除機制 7
2-2電化學加工的基礎理論 10
2-2-1電化學反應機制 10
2-3電化學放電加工 12
2-3-1電化學放電加工原理 12
2-3-2電化學放電加工的放電火花產生過程…………….……..14
2-4電化學放電加工去除藍寶石機制 16
2-5法拉第定理 18
2-6 電極電位-金屬與溶液界面雙電層理論………………………19
2-7 陽極極化曲線及其特徵…………………………………… ….21
2-8線放電研削加工原理…………………………………………...23
第三章實驗設備與材料 25
3-1 基礎實驗相關設備 25
3-2 電解液 34
3-3 工具電極 35
3-4不鏽鋼輔助電極 36
3-5 試片材料 37
3-6實驗流程圖 38
3-7實驗設備與方法 39
第四章單晶矽之電化學放電鑽孔研究 41
4-1 實驗簡介 41
4-2 結果與討論 42
4-2-1 切削機制 42
4-2-1-1電極旋轉與不旋轉加工機制 43
4-2-1-2 電極旋轉與不旋轉加工機制 44
4-2-1-3 電極旋轉與不旋轉圖形探討 45
4-2-2電極消耗 46
4-2-3切削深度與時間之關係 51
4-2-4 切削深度與電壓之關係 54
4-2-5 切削深度與電解液比例 61
4-2-6 SEM表面觀測 68
4-2-7藍寶石加工後表面形貌 69
第五章總結論 72
參考文獻 73

參考文獻

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指導教授

顏炳華(Piin-hwa Yan,)

審核日期

2014-7-10

推文