電子束熔煉高純度鈷之數值模擬與實驗研究熱分析

  • 陳 逸謙

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

有鑑於科技隨時代之演進,為了因應半導體產業、熔煉工業的進步,必須使用高強度、高純度、物理穩定性高的材料。因此為了得到高品質的材料,熔煉過程中的金屬熔池溫度量測與控制成為重要的一環。 本文利用數值模擬的方式,模擬真空電子束熔煉高純度鈷金屬,探討不同總熱傳係數、電子束半徑、電子束?率之下的熔池溫度、形狀、馬蘭戈尼效應所帶動的表面流動及內部流場流動。模擬之結果並與實驗量測之冷卻水相關數據,計算出邊界之總熱傳係數及透過測溫平板上之熱平衡方程式,進而推算純鈷金屬之表面溫度,進行比較與驗證。 固定電子束半徑、能量,提高總熱傳係數時,熔池的寬度跟深度有明顯減小的趨勢。但是熔池寬度與深度減少的趨勢越來越小,表示總熱傳係數所帶走能量有限,對金屬熔池整體影響的程度有一定的限制。 固定電子束半徑,增加電子束能量,因為單位能量密度增加,使得熔池溫度提高、熔池形狀變大,這兩者都會使表面之蒸發熱損失以及輻射熱損失提高,導致能量浪費。 固定電子束能量,電子束半徑越小,單位能量密度越高,表面溫度梯度提高,造成馬蘭戈尼效應越強烈,並且會有局部過熱問題,導致蒸發熱損失提高,為了避免局部過熱,可以增加電子束半徑,降低熔池表面溫度,並且減少蒸發質量的損失。
Date of Award2016 Sep 1
Original languageChinese
SupervisorAlex Chang-Da Wen (Supervisor)

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電子束熔煉高純度鈷之數值模擬與實驗研究熱分析
逸謙, 陳. (Author). 2016 Sep 1

Student thesis: Master's Thesis