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系統識別號 U0002-2707201110392900
中文論文名稱 漣漪差排之爬升機制
英文論文名稱 Climb mechanism of ripple dislocations
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 機械與機電工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Mechanical and Electro-Mechanical Engineering
學年度 99
學期 2
出版年 100
研究生中文姓名 阮俊傑
研究生英文姓名 Chun- Chieh Juan
學號 698370292
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2011-06-27
論文頁數 44頁
口試委員 指導教授-林清彬
委員-蔡有仁
委員-張子欽
中文關鍵字 漣漪差排  爬升  應力緩和 
英文關鍵字 Ripple dislocation  Climb  Stress relaxation 
學科別分類 學科別應用科學機械工程
中文摘要 溫度及漣漪差排型態對漣漪差排爬升的影響已被研究。將同時具有漣漪差排與漣漪結構的PDMS薄膜給予一固定拉伸應變後,置於40℃-70℃恆溫系統中,由於溫度驅動力使漣漪差排前緣PDMS產生應變回復,在金鍍層無法回復下,漣漪差排前緣再次產生挫曲使得漣漪繼續向前成長,產生所謂漣漪差排的爬升現象。由於較高溫度造成較多的應力緩和,使得漣漪差排爬升速度隨溫度增加而降低。Y型漣漪差排前緣之尖端位於波峰,晶格漣漪差排前緣之尖端位於波谷,所以晶格漣漪差排前緣厚度較Y型漣漪差排薄,在同樣工作溫度下,會產生較大的應變回復,使得晶格漣漪差排的爬升速度較Y型漣漪差排快。
英文摘要 The climbing mechanism of the ripple dislocation has been investigated. A constrained-tension strain was applied in the polydimethylsiloxane (PDMS) film with ripple dislocations, and then went through annealed treatment at a constant temperature environment. The annealing effect will be induced obviously stress relaxation at the front of the ripple dislocation and the instability of stress was observed simultaneously appearing on the front, thus the front of the ripple dislocation buckled again and further enhanced climbing of the ripple dislocation.
In addition, this study also explored the effect of temperature and the type of the ripple dislocation on climbing velocity. This experiment reveals the climbing velocity of the ripple dislocation decreases in the temperature (40℃~70℃) and the lattice ripple dislocation s faster than the Y-type ripples dislocations.
論文目次 總目錄
中文摘要 I
英文摘要 II
總目錄 III
圖目錄 VI
壹、導論 1
1-1前言 1
1-2文獻回顧 1
1-2.1 漣漪製作方法 1
1-2.1.1機械拉伸法 1
1-2.1.2熱應力法 3
1-2.2 漣漪、漣漪差排、裂縫性質 4
1-2.2.1漣漪性質 4
1-2.2.2漣漪差排性質 5
1-3研究動機與論文架構 6
1-3.1研究動機與目的 6
1-3.2論文架構 6
貳、實驗步驟 13
2-1俱漣漪薄膜製作 13
2-1.1 PDMS溶膠調製 14
2-1.2 PDMS薄膜製作 14
2-1.3 PDMS漣漪試片製作 15
2-2差排運動觀察 15
2-2.1差排爬升觀察 15
2-2.2漣漪差排爬升後之漣漪結構觀察 15
2-3實驗設計 16
参、結果與討論 18
3-1漣漪結構定義與形成機制 18
3-1.1漣漪定義與形成機制 18
3-1.2漣漪差排型態 18
3-1.3裂紋定義與形成機制 19
3-2漣漪差排爬升方向與爬升距離定義 20
3-3漣漪差排爬升機制 21
3-3.1晶格漣漪差排爬升機制 22
3-3.2 Y型漣漪差排爬升機制 22
3-4漣漪差排型態對爬升的影響 23
3-5溫度對漣漪差排爬升的影響 23
3-6漣漪差排前緣形狀對爬升的影響 24
肆、結論 43
伍、參考文獻 44

圖目錄
圖1-1漣漪製作過程示意圖(a)~(e)與不同的拉伸應變對應的漣漪波長示意圖(f)~(i)[1] 7
圖1-2 PET基底鍍上約10nm厚度的金,拉伸300%在85℃時表面狀況之SEM照片,箭頭方向為拉伸方向 [2] 8
圖1-3天然橡膠基底鍍上金,拉伸50%在室溫時表面狀況之SEM照片,箭頭方向為拉伸方向 [2] 8
圖1-4異戊二烯橡膠基底在拉伸50%時鍍上白金,完全放鬆後的狀況之SEM照片,箭頭方向為收縮方向 [2] 9
圖1-5 PDMS在單軸向拉伸應變5%狀態下,經電子束轟擊後回復拉伸應變後,發現兩個漣漪差排 [4] 9
圖1-6 (a)拉伸模式產生漣漪與裂痕示意圖(b)壓縮模式產生漣漪與裂痕示意圖[2] 10
圖1-7 收縮比或拉伸比對應漣漪波長的關係圖[2] 11
圖1-8照射氧離子電漿時間與漣漪波長關係圖[3] 11
圖1-9漣漪差排復合後消失的方式,箭頭方向為爬升方向[5] 12
圖1-10(a)(b)漣漪差排形狀與漣漪差排波長和尖端長度定義示意圖[5] 13
圖2-1拉伸試片規格 17
圖2-2拉伸治具 17
圖3-1漣漪結構之SPM照片 25
圖3-2晶格漣漪差排之SPM照片 26
圖3-3 Y漣漪差排差排之SPM照片 27
圖3-4(a)晶格漣漪差排;(b) Y型漣漪差排之OM照片 28
圖3-5裂紋之SPM照片 29
圖3-6 60℃恆溫下觀測0~2888秒上下裂紋相對距離之OM照片 30
圖3-7 PDMS的殘留應力與時間關係圖Mw為PDMS每莫爾交鏈的克數[7] 31
圖3-8系統在40℃恆溫下,0~3300秒,及3300秒後開始升溫至4500秒後達到恆溫60℃之漣漪差排位移與時間對應圖 32
圖3-9晶格漣漪差排之SPM照片,圖中畫圈處為漣漪差排前緣之波形,箭頭為集中應力方向 33
圖3-10 Y型漣漪差排之SPM照片,圖中畫圈處為漣漪差排前緣之波形,箭頭為集中應力方向 33
圖3-11晶格漣漪差排尖端與Y型漣漪差排尖端在70℃下距離與時間關係圖 34
圖3-12晶格漣漪差排尖端在各溫度下,距離與時間關係圖 35
圖3-13 Y型漣漪差排尖端在各溫度下,距離與時間關係圖 36
圖3-14晶格漣漪差排於40℃爬升過程之OM照片 37
圖3-15晶格漣漪差排於70℃爬升過程之OM照片 37
圖3-16漣漪差排於60℃爬升過程之OM照片 38
圖3-17 使用SPM拍攝圖中畫圈處為晶格漣漪插排尖端與相鄰漣漪銜接處 39
圖3-18漣漪差排於40℃之OM照片,圖中畫圈處為接合區 39
圖3-19 50℃漣漪差排爬升及漣漪差排尖端沒入裂紋過程 40
圖3-20 在50℃下,晶格漣漪差排尖端位移與時間關係圖 41
圖3-21a~e 漣漪差排複合過程之OM照片 42
參考文獻 [1] P.C Lin, S Vajpayee, A Jagota, C.Y Hui, S Yang,” Mechanically tunable dry adhesive from wrinkled elastomers” Soft Matter,4(2008)pp.1830-1835
[2] A. L. VolynskII, S. Bazhenov, O. V. Lebedeva, N. F. Bakeev, “Mechanical buckling instability of thin coatings deposited on soft polymer substrates”, Journal of materials science,35(2000)pp.547-554.
[3] Ned Bowden, Wilhelm T. S. Huck, Kateri E. Paul, and George M. Whitesides, “The controlled formation of ordered, sinusoidal structures by plasmaoxidation of an elastomeric polymer”, Applied Physics Letters, 75(17)(1999)pp.2557-2559.
[4] Frank Katzenberg, “Irradiation- and strain-induced self-organization of elastomer surfaces”, Macromol. Mater. Eng., 286,(2001)pp.26-29.
[5] L Golubović, A Levandovsky, “Dislocation dynamics and surface coarsening of rippled states in the epitaxial growth and erosion on (110) crystal surfaces” Physical Reveiew, E77( 2008)051606(12)
[6] G. Costantini, S. Rusponi, F. B. de Mongeot, C. Boragno, and U. Valbusa, J.” Periodic structures induced by normal-incidence sputtering on Ag(110) and Ag(001): flux and temperature dependence” Phys.: Condens. Matter 13(2001)pp.5875.
[7] A. Galliano, S. Bistac, and J. Schultz “Adhesion and friction of PDMS networks: molecular weight effects” Journal of Colloid and Interface Science 265 (2003)pp.372–379
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