不鏽鋼擴散焊接製程參數研究用於製作微流道高壓氣體冷卻通路

簡易檢索 / 詳目顯示

回結果列表

研究生：	張明源 Chang Ming-Yuan
論文名稱：	不鏽鋼擴散焊接製程參數研究用於製作微流道高壓氣體冷卻通路 Process Parameters Study of Stainless Steel Diffusion Bonding Aiming at Making Micro-Channel Gas Flow Cooler under High Pressure.
指導教授：	李雄
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 機械工程學系在職專班 Executive Master of Mechanical Engineering
論文出版年：	2020
畢業學年度：	109
語文別：	中文
論文頁數：	159
中文關鍵詞：	擴散焊接、微流道預冷裝置、加氫站、316L
外文關鍵詞：	Diffusion Bonding, micro-channel pre-cooling device, hydrogen refueling station, 316L
相關次數：	點閱：13 下載：0
分享至:	分享至facebook 分享至twitter

查詢本校圖書館目錄查詢臺灣博碩士論文知識加值系統勘誤回報

本研究是以擴散焊接技術(Diffusion-Bonding, DB)製作微流道預冷裝置為背景，應用於加氫站的高壓氫氣預冷卻系統中。研究以不同的擴散焊接參數，例如:溫度(temperature)、施加壓力(pressure)及時間(time)，並以不鏽鋼鈑JIS SUS 316L為材料進行層層堆疊接合。當擴散焊接完成後，先探討不同的擴散焊接參數對於試塊所造成壓縮量的大小，再找出影響擴散焊接後壓縮率的關鍵參數。接下來使用衝擊試驗來進行粗略焊接強度評估試驗，遭衝擊的擴散焊接試片若沒有因為衝擊形變而使擴散焊接面產生分離或剝離的情況，將視為通過粗略焊接強度評估試驗，若衝擊試驗中的所有試片均未因為形變而使擴散焊接面產生分離，這將很難斷定何種擴散焊接參數擁有較佳的接合質量及效果。故最後再以拉伸試驗來求得不同的擴散焊接參數下所得到的最大拉伸應力值(Max Load)，再由最大拉伸應力值及初始拉伸截面積共同求得各種擴散焊接參數試片之極限抗拉強度(UTS)，並將母材料同樣進行拉伸實驗後與擴散焊接試片做機械性質的比較，以求得各擴散焊接試片之接合程度，用以判斷何種擴散焊接參數擁有較佳的接合率。

This research is based on the diffusion bonding technology(DB), manufacturing micro-channel pre-cooling device as the background, applied to the high-pressure hydrogen pre-cooling system of the hydrogen refueling station. The research uses different diffusion bonding parameters, such as temperature, pressure and time, and uses stainless steel sheet JIS SUS 316L as the material for layer-by-layer bonding. After the diffusion bonding is completed, first discuss the amount of compression caused by different diffusion bonding parameters on the test block, and then find out the key parameters that affect the compression rate after diffusion bonding. Next, an impact test is used to conduct a rough bonding strength evaluation test. If the impacted diffusion bonding test piece does not separate or peel off the diffusion bonding surface due to impact deformation, it will be deemed to have passed the rough bonding strength evaluation test. None of the test pieces in the slabs caused the diffusion bonding surface to separate due to deformation, which makes it difficult to determine which diffusion bonding parameters have better joining quality and effect. Therefore, finally, the tensile test is used to obtain the maximum tensile stress value obtained under different diffusion bonding parameters, and then various diffusion bonding parameter tests are obtained from the maximum tensile stress value and the initial tensile cross-sectional area. The ultimate tensile strength (UTS) of the sheet, and compare the mechanical properties of the base material with the diffusion bonding test piece after the same tensile test to obtain the bonding degree of each diffusion bonding test piece to determine what kind of diffusion welding The parameter has a better joining rate.

摘要    i
Abstract    ii
致謝    iii
目錄    iv
圖目錄    vii
表目錄    xiv
第一章 緒論    1
1-1 前言    1
1-2     研究背景與動機    1
第二章 文獻回顧    4
2-1 焊接的分類    4
2-2固態焊接技術的定義    6
2-3 擴散焊接技術的定義與發展史    7
2-4 擴散焊接製程描述    10
2-5 擴散焊接各製程階段參數的描述    13
2-6 擴散焊接中間層及瞬時液相(TLP)擴散焊接的描述    19
2-7擴散焊接技術之優劣及特點分析    23
2-8擴散焊接技術的應用領域    28
2-9 加氫站與不鏽鋼概述    32
2-9-1 氫氣的製造    32
2-9-2 加氫速率與溫升的關係〔33〕〔34〕〔35〕〔36〕    32
2-9-3 不鏽鋼的定義及性質    34
2-9-4 不鏽鋼的冷軋及熱軋    35
2-9-5 不鏽鋼與氫脆現象〔38〕    39
2-10 擴散焊接技術應用於微流道熱交換器    41
2-10-1 微流道熱交換器的優勢及特點    41
2-10-2 無中間層的使用    42
2-10-3 微流道熱交換器的應用    42
第三章 實驗架構與實驗方法    44
3-1  實驗設備與儀器    44
3-2 實驗原理介紹    49
3-2-1 衝擊實驗介紹    49
3-2-2 拉伸試驗介紹    54
3-2-3 光學顯微鏡及電子顯微鏡簡介    59
3-3 實驗材料及步驟    62
3-3-1 實驗材料    62
3-3-2 實驗流程及步驟    63
3-3-3 擴散焊接階段    64
3-3-4 切割輪廓階段    67
3-3-5 衝擊實驗階段    79
3-3-6 拉伸實驗階段    83
第四章 實驗結果與討論    87
4-1擴散焊接參數與壓縮率之關係    87
4-2光學顯微鏡觀測    90
4-4 拉伸試驗結果與討論    107
4-5 SEM&EDS觀察    122
第五章    結論    131
5-1壓縮率    131
5-2衝擊實驗    131
5-3拉伸實驗    132
5-4 總結    135
參考文獻    136

                                

〔1〕 Enes Akca*, Ali Gursel, “Solid State Welding and Application
in Aeronautical Industry”, PERIODICALS OF ENGINEERING AND NATURAL SCIENCES, Vol.4, No.1, 2016.
〔2〕 Amir Shirzadi：Advances in Technology and Applications of
Diffusion Bonding. 202年3月4日，取http://www.phase-trans.
msm.cam.ac.uk/2005/Amir/bond.html。
〔3〕焊接方法及分類。2021年3月2日，取自https://kknews.cc/news/
xp3rq6r.html。
〔4〕李海濤：擴散焊接技術在電真空領域的應用。2021年3月9日，取
自http://www.chvacuum.com/twt/026298.html。
〔5〕黃靜文：擴散焊接技術(Diffusion Bonding Technology)。2021年3月2日，取自http://www.caemolding.org/newsevents/e-paper/caenews/
ae017/data/cmw001-01/index.html。
〔6〕擴散焊。2021年3月2日，取自https://www.easyatm.com.tw/wiki/
%E6%93%B4%E6%95%A3%E7%84%8A。
〔7〕德國PVA真空熱擴散焊技術在模具行業3D異形水路應用問題解答。2021年3月16日，取自https://kknews.cc/tech/aox2jxv.html。
〔8〕擴散接合。2021年3月9日，取自https://zh.wikipedia.org/wiki/
%E6%93%B4%E6%95%A3%E6%8E%A5%E5%90%88。
〔9〕 Kalpakjian, Serope, Manufacturing Processes for Engineering Materials (5th Ed.). Prentice Hall, ISBN 0-13-227271-7, 2007.
〔10〕 Kazakov, N.F, Diffusion Bonding of Materials, Pergamon Press,1985.

〔11〕 Shirzadi A.A., Assadi H. and Wallach E.R, “Interface evolution and
bond strength when diffusion bonding materials with stable oxide
films”, Journal of Surface and Interface Analysis, Vol 31, No. 7, pp.
609-618, 2001. Interface Analysis, Vol 31, No. 7, pp. 609-618, 2001.
〔12〕 Murray W. Mahoney ; Cliff C. Bampton , Fundamentals of Diffusion
Bonding, Welding fundamentals and processes. ASM International.
Handbook Committee, American Society for Metals. Joining
Division. Materials Park, Ohio: ASM International. 2011. pp. 217–
221. ISBN 978-1-61344-660-7. OCLC 780242244.
〔13〕汪立德，「經濟部國際合作處九十二年度中俄技術合作計劃擴散
接合技術研習報告」，民國九十二年。
〔14〕 Vacuum Process Engineering。2021年3月9日，取自
http://www.vpei.com/。
〔15〕 N.F. Kazakov, Diffusion Bonding of Materials, 1st January 1985.
〔15〕 Callister, William D. Jr.; Rethwisch, David G, Materials Science and
Engineering: An Introduction, 9th ed. John Wiley and Sons Inc. pp.
143–151, ISBN 978-1-118-32457-8, 2014.
〔17〕 Vacuum Process Engineering。2021年3月9日，取自
https://www.vpei.com/vacuum-brazing-services/。
〔18〕金屬擴散結合。2021年3月2日，取自https://www.evgroup.com/
technologies/metal-diffusion-bonding/。
〔19〕 Shirzadi A.A. and Wallach E.R, A new method to diffusion bond
superalloys, Science and Technology of Welding and Joining, Vol.9,
No.1, pp 37-40, 2004.
〔20〕擴散焊。2021年3月2日，取自https://baike.baidu.com/item/%E6
%89%A9%E6%95%A3%E7%84%8A。

〔21〕冠業精工: 通電擴散接合。2021年3月2日，取自https://kknews.cc
/zh-tw/home/ejykqaq.html
〔22〕大為工業科技有限公司: 原子擴散焊工藝。2021年3月16日，
取自http://dawvi.com/Content/458270.html
〔23〕 CAE Molding Magazine: 擴散焊接技術(Diffusion Bonding
Technology)。2021年3月16日，取自http://www.caemolding.org/
cmm/diffusion-bonding-technology/
〔24〕"Diffusion Bonding", 2021年3月16日，取自www.msm.cam.ac.uk
〔25〕"Solid State Welding",2021年3月16日，取自www.totalmateria.com
〔26〕Cary H.B, Modern Welding Technology, Prentice Hall, 1998.
〔27〕氫能科技。2021年3月16日，取自http://ind.ntou.edu.tw/~Energy/
energy_group/hydrogen_energy_technology.htm
〔28〕Daisy Chuang:只排出純水、效率又高，集優點於一身的氫能怎麼
還沒成為主流？ 2021年3月2日，取自https://technews.tw/
2019/10/14/hydrogen-storage-challenges/
〔29〕Lillian:燃料電池 & 加氫站。2021年3月2日，取自https://www.
stockfeel.com.tw/%E7%87%83%E6%96%99%E9%9B%BB%E6%B1
%A0-%E5%8A%A0%E6%B0%AB%E7%AB%99/
〔30〕蔡曉信,葉名倉: 氫氣製造。2021年3月2日，取自https://highscope
.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=31086
〔31〕氫氣從哪裡獲得？。2021年3月2日，取自https://kknews.cc/
zh-tw/science/ynmo6nk.html
〔32〕Wikimedia:製氫。2021年3月2日，取自http://en.wikipedia.
org/wiki/Hydrogen_production
〔33〕 Admin:加氫站投資成本分解。2021年3月2日，取自http://chinese.
ihfca.org.cn/index.php?m=content&c=index&a=show&catid=
33&id=153
〔34〕杭州沈氏節能科技股份有限公司:加氫站將大範圍投入使用。2021
年3月2日，取自http://www.hzssjn.com/oid1744147/pages.htm
〔35〕崔國彪: 宇通加氫站加氫預冷技術應用研究報告。2021年3月2
日，取自https://www.ncebcs.com/news/xwdt/08/2020HHWSZpvysQ.
shtml
〔36〕王桂芝，國外甲醇制氫微通道反應器開發現狀， 2011。
〔37〕謝之駿，不銹鋼材料。
〔38〕ASM international, ASM Handbook #13: Corrosion, ASM
International, 1998.
〔39〕Vacuum Process Engineering:擴散結合的微通道換熱器。2021年3
月9日，取自https://www.vpei.com/diffusion-bonded-microchannel
-heat-exchangers/
〔40〕Vacuum Process Engineering:擴散結合能力。2021年3月9日，取
自https://www.vpei.com/diffusion-bonding-services/
〔41〕Vacuum Process Engineering:鋁真空釬焊服務。2021年3月9日，
取自https://www.vpei.com/aluminum-vacuum-brazing/
〔42〕張添財: 技術教學中心‐材料試驗課程輔助教材。2021年3月2日，
取自http://www.fsvs.ks.edu.tw/ezfiles/1/1001/img/62/960163155.pdf
〔43〕志虹熱處理股份有限公司:衝擊試驗。2021年3月2日，取自
http://www.chihong-ht.com.tw/pdf/ch-k-102.pdf
〔44〕連振昌:工程材料實驗。2021年3月2日，取http://web.ncyu.edu.tw/~
Lanjc/lesson/C1/class/experiment/2.pdf

簡易檢索 / 詳目顯示

相關論文