研究生: |
鄭存統 |
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論文名稱: |
PIM胚料成份間相容性的分子模擬 |
指導教授: |
許貫中
Hsu, Kung-Chung |
學位類別: |
碩士 Master |
系所名稱: |
化學系 Department of Chemistry |
畢業學年度: | 87 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 119 |
中文關鍵詞: | 分子模擬 、相容性 、吸附 、相圖 |
英文關鍵詞: | molecular simulation, miscibility, adsorpation, phase diagram |
論文種類: | 學術論文 |
相關次數: | 點閱:413 下載:0 |
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粉末射出成形(PIM)技術主要應用於小型複雜的陶瓷元件,此技術的優點有成形快速、尺寸精密度高、所製成的元件接近產品淨形,大大的減少機械加工所需的成本及時間。在PIM製程中黏結劑配方是否適當則又涉及各成份間的相容性以及與粉末之間的吸附行為。
本論文利用Cerius23.5軟體進行有機分子與陶瓷材料間的吸附行為以及有機分子彼此間的相容性質研究,內容共分四部份﹕(1)吸附模擬條件的選擇﹔(2)利用吸附模擬來研究不同極性分子與不同極性材料表面的吸附作用行為﹔(3)利用blend模組來模擬不同溶劑分子與不同聚合度的聚乙烯(PE)的相容性﹔(4)驗證以blend模組來模擬二元混合物時的適用性。
第一部份藉由靜態模擬法找尋吸附模擬中最合適且最具代表性的表面厚度及吸附分子與表面間距離條件﹔另藉由分子動力模擬法找尋分子與表面的位向條件。模擬研究後我們選擇分子與表面距離為10Å、表面厚度為8Å、分子官能基面向表面的位向做為吸附模擬的模擬起始條件。
第二部份藉由分子動力模擬研究不同極性分子與不同極性材料表面的吸附行為。模擬結果發現,極性分子(十八酸、十八醇)與極性材料表面(氧化鋯、氧化鋁)的吸附力較大,此亦與IR實驗所做出的結果一致﹔而非極性分子(十八烷)與非極性材料表面(碳化矽、類鑽)的吸附力較大。
第三部份藉由blend模組模擬不同溶劑分子與不同聚合度PE的相容性,模擬結果發現PE的聚合度愈大時,與溶劑的相容性愈差,臨界溫度變大。PE與不同極性分子的相容性是庚烷 > 庚醇 > 甲基庚酯 > 庚酸。而PE與不同鏈長烷類分子的相容性是己烷 > 庚烷 > 辛烷 > 癸烷 > 十五烷。
第四部份藉由硝基苯溶劑和己烷溶劑系統、二異丁甲酮溶劑和不同分子量的聚異丁烯聚合物系統、不同分子量的聚異戊二烯聚合物和不同分子量的聚苯乙烯聚合物系統來驗證以blend模組模擬二元混合物時的適用性。從模擬結果得知若以等方向的方法去模擬時,由於分子構形及分子鍵柔軟度的影響,無法得到一個符合實驗值的結果,但若考慮分子構形並給予一個合適的角度範圍去做模擬計算時,會得到符合實驗值的模擬值且會比以POLYGRAF軟體模擬的結果好,所以在使用該模組做計算時,必須考慮分子構形及鍵柔軟度的影響,以一個合適的角度去做軸分佈角度的運算或以一個合理的分子運動軌跡去做等方向性的運算。
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