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系統識別號 U0002-1706202020510700
中文論文名稱 旋濾應用於化學機械研磨漿液前處理之研究
英文論文名稱 A study of application of cyclo-filtration on pretreatment of chemical-mechanical polishing slurry
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 化學工程與材料工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Chemical and Materials Engineering
學年度 108
學期 2
出版年 109
研究生中文姓名 吳承軒
研究生英文姓名 Cheng-Hsuan Wu
學號 607400206
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2020-05-19
論文頁數 72頁
口試委員 指導教授-林正嵐
委員-許世杰
委員-吳容銘
中文關鍵字 離心過濾  離心機  水旋風分離器 
英文關鍵字 Centrifugal Filtration  Centrifugal  hydrocyclone 
學科別分類
中文摘要 本研究使用離心過濾機V2.0與水旋風過濾機來進行化學機械研磨漿液前處理之研究,目的為探討於何種條件下可去除較多的大顆粒量,達到較好的過濾效果。
由實驗結果得知,隨著離心室的轉速增加,其內部的濃度也隨之增加,過濾終點之濾液所含固體量較少。透過過濾終點樣品液之粒徑分析比較,隨著離心室轉速增加,可觀察到收集的濾液中含有的固體粒徑越小,粒徑範圍也較為集中。
當水旋風過濾器之濾室磁浮泵轉速固定的情況下,桶槽磁浮泵轉速較高者的大尺寸顆粒量比轉速較低者多。
英文摘要 In this study, centrifugal filter V2.0 and hydrocyclone filter were used to study the pretreatment of chemical-mechanical polishing slurry. The purpose was to explore the conditions under which large amounts of large particles could be removed to achieve a good filtration effect.
From the results that as the rotation speed of the centrifugal chamber increases, the internal concentration also increases, and less solids contains in the filtrate. While the centrifugal force is large, the effect of removing large particles is better.
Through comparison and analysis of the particle size of the sample liquid at the end of filtration, as the speed of the centrifugal chamber increases, it can be observed that the smaller the solid particle size contained in the collected filtrate, the more narrowing particle size range. When the rotation speed of the electro-magnetic pump of the filter chamber of the water cyclone filter is fixed, the amount of large-size particles in the barrel with higher rotation speed is more than that in the lower rotation speed.
論文目次 中文摘要 I
英文摘要 II
目錄 III
圖目錄 VI
表目錄 X
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機與目的 3
第二章 文獻回顧 4
2-1 離心機簡介 4
2-1-1 離心機的發展 4
2-1-2 離心分離原理 4
2-1-3 離心機工作原理分類 5
2-1-4 離心機的優點 6
2-2 離心機分離原理 7
2-2-1 離心沉降 7
2-2-2 離心過濾 8
2-2-3 離心分離 8
2-2-4 離心萃取 8
2-3 離心力場基本特性 9
2-3-1 離心力Fc 9
2-4 影響離心分離性能之要素 10
2-4-1 分離因數之影響 10
2-4-2 固體顆粒大小之影響 11
2-5 掃流過濾 12
2-5-1 掃流過濾之研究 12
2-5-2 掃流過濾之影響因素 14
第三章 實驗裝置與方法 16
3-1 實驗器材與設備 16
3-2 實驗裝置 19
3-3 實驗步驟 20
3-3-1離心過濾機V2.0之實驗步驟 20
3-3-2水旋風過濾機之實驗步驟 21
3-4 實驗參數條件 22
3-4-1 離心過濾機V2.0實驗條件設定 22
3-4-2 水旋風過濾機實驗條件設定 23
第四章 結果與討論 25
4-1 離心過濾機V2.0實驗部分 25
4-1-1 以0.2μm濾芯進行TiO2粉體實驗之數據結果(離心過濾機V2.0實驗A) 25
4-1-2 以0.2 μm濾心進行SiC粉體實驗之數據結果(離心過濾機V2.0實驗B) 35
4-1-3 以5 μm濾芯進行SiC粉體實驗之數據結果(離心過濾機V2.0實驗C) 44
4-2 水旋風過濾機部分 50
4-2-1 改變桶槽(Tank)轉速測試 50
4-2-2 進口與回流口改變測試 59
第五章 結論 68
符號說明 70
參考文獻 71

圖2-1 質點圍繞圓心作高速回轉運動 9
圖3-1 離心過濾機V2.0示意圖 16
圖3-2 離心過濾機V2.0機台正面圖 17
圖3-3 離心過濾機V2.0機台背面圖 17
圖3-4 水旋風過濾機示意圖 18
圖3-5 水旋風過濾機實際圖 18
圖3-6 離心過濾機V2.0實驗裝置圖 19
圖3-7 水旋風過濾機實驗裝置圖 19
圖3-8 水旋風過濾機進口/回流口示意圖 24
圖4-1 離心過濾機V2.0實驗A-0rpm濾液通量彙整圖 28
圖4-2 離心過濾機V2.0實驗A-400rpm濾液通量彙整圖 29
圖4-3 離心過濾機V2.0實驗A-800rpm濾液通量彙整圖 29
圖4-4 離心過濾機V2.0實驗A-1200rpm濾液通量彙整圖 30
圖4-5 離心過濾機V2.0實驗A-0rpm粒徑分析之數量百分比綜合圖 32
圖4-6 離心過濾機V2.0實驗A-400rpm粒徑分析之數量百分比綜合圖 33
圖4-7 離心過濾機V2.0實驗A-800rpm粒徑分析之數量百分比綜合圖 33
圖4-8 離心過濾機V2.0實驗A-1200rpm粒徑分析之數量百分比綜合圖 34
圖4-9 離心過濾機V2.0實驗A-粒徑分析(過濾終點)體積百分比綜合圖 34
圖4-10 離心過濾機V2.0實驗B-0rpm濾液通量彙整圖 38
圖4-11 離心過濾機V2.0實驗B-400rpm濾液通量彙整圖 39
圖4-12 離心過濾機V2.0實驗B-600rpm濾液通量彙整圖 39
圖4-13 離心過濾機V2.0實驗B-1200rpm濾液通量彙整圖 40
圖4-14 離心過濾機V2.0實驗B-0rpm粒徑分析之體積分佈圖 42
圖4-15 離心過濾機V2.0實驗B-400rpm粒徑分析之體積分佈圖 43
圖4-16 離心過濾機V2.0實驗B-600rpm粒徑分析之體積分佈圖 43
圖4-18 離心過濾機V2.0實驗C-0rpm濾液通量彙整圖 47
圖4-19 離心過濾機V2.0實驗C-600rpm濾液通量彙整圖 48
圖4-20 離心過濾機V2.0實驗C-1200rpm濾液通量彙整圖 48
圖4-21 離心過濾機V2.0實驗C-600rpm'濾液通量彙整圖 49
圖4-22 離心過濾機V2.0實驗C-1200rpm'濾液通量彙整圖 49
圖4-23 (7000,7000)之粒徑分佈圖 51
圖4-24 (7000,7000)於大顆粒時之粒徑分佈圖 51
圖4-25 (3500,7000)之粒徑分佈圖 52
圖4-26 (3500,7000)於大顆粒時之粒徑分佈圖 52
圖4-27 (2000,0)之粒徑分佈圖 53
圖4-28 (2000,0)於大顆粒時之粒徑分佈圖 53
圖4-29 (1500,0)之粒徑分佈圖 54
圖4-30 (1500,0)於大顆粒時之粒徑分佈圖 54
圖4-31水旋風過濾機實驗A於粒徑(0.8~0.9μm)之比較 55
圖4-32 水旋風過濾機實驗A於粒徑(0.9~1μm)之比較 56
圖4-33 水旋風過濾機實驗A於粒徑(1~100μm)之比較 56
圖4-34 水旋風過濾機實驗B於粒徑(0.8~0.9μm)之比較 57
圖4-35 水旋風過濾機實驗B於粒徑(0.9~1μm)之比較 58
圖4-36 水旋風過濾機實驗B於粒徑(1~100μm)之比較 58
圖4-37 水旋風過濾機實驗C之流量紀錄 60
圖4-38 水旋風過濾機實驗D之流量紀錄 60
圖4-39 水旋風過濾機實驗E之流量紀錄 61
圖4-40 水旋風過濾機實驗C之粒徑分佈圖 62
圖4-41 水旋風過濾機實驗C於大顆粒時之粒徑分佈圖 62
圖4-42 水旋風過濾機實驗D之粒徑分佈圖 63
圖4-43 水旋風過濾機實驗D於大顆粒時之粒徑分佈圖 63
圖4-44 水旋風過濾機實驗E之粒徑分佈圖 64
圖4-45 水旋風過濾機實驗E於大顆粒時之粒徑分佈圖 65
圖4-46 三組水旋風過濾機實驗於粒徑(0.8~0.9μm)之比較 66
圖4-47 三組水旋風過濾機實驗於粒徑(0.9~1μm)之比較 66
圖4-48 三組水旋風過濾機實驗於粒徑(1~100μm)之比較 67

表2-1 固體顆粒粒徑大小之分離難易程度 11
表3-1 桶槽(Tank)及濾室(Chamber)之轉速表 23
表3-2 進口及回流口位置搭配表 24
表4-1 離心過濾機V2.0實驗A-各組取樣點之濃度彙整 26
表4-2 離心過濾機V2.0實驗A-各組取樣點與原液的濃度比值 27
表4-3 離心過濾機V2.0實驗A-各組的取樣點之平均粒徑 31
表4-4 離心過濾機V2.0實驗B-各組取樣點之濃度彙整 36
表4-5 離心過濾機V2.0實驗B-各組取樣點與原液的濃度比值 37
表4-6 離心過濾機V2.0實驗B-各組的取樣點之平均粒徑 41
表4-7 離心過濾機V2.0實驗C-各組取樣點之濃度彙整 45
表4-8 離心過濾機V2.0實驗C-各組取樣點與原液的濃度比值 46
表4-9 實驗組別之桶槽轉速及濾室轉速搭配表 50
表4-10 進口與回流口變動測試組別代稱 59
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