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研究生: 林艷秋
Lin, Yen-Chiu
論文名稱: 碳化矽砂紙盤之剝離分析
Peeling Analysis of Silicon Carbide Sandpaper Disks
指導教授: 潘文峰
Pan, Wen-Fung
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 工程科學系
Department of Engineering Science
論文出版年: 2025
畢業學年度: 113
語文別: 中文
論文頁數: 95
中文關鍵詞: 圓砂紙盤酚醛樹脂碳化矽研磨硫化纖維板剝離分析對折實驗分析
外文關鍵詞: Sandpaper Disks, Phenolic Resin, Silicon Carbide, Grinding, Vulcanized Fiberboard, Peeling Analysis, Folding Experiment Analysis
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  • 本篇論文探討碳化矽砂紙盤的掉砂問題,並透過剝離分析方法深入研究其成因。研究著重於砂紙盤製造過程中,特別是塗膠後的固化與定型階段,即烤箱固化與蒸汽室定型這兩個關鍵步驟,試圖找出導致砂粒脫落的因素。實驗使用碳化矽砂粒作為磨料、硫化纖維板為基材,並以酚醛樹脂作為黏合劑。研究方法以實驗為主,設計多種條件逐步探討不同因素對掉砂的影響。首先,進行標準T型剝離試驗,評估硫化纖維板與酚醛樹脂的黏著力,在初期實驗中,遭遇了樹脂溢出和試片錯位等問題,影響數據可靠性。因此,研究不斷改良實驗方法,包括調整施壓方式、使用鐵氟龍防黏材料、優化烤箱溫度與時間控制(導入階梯式升溫),以及精準控制蒸汽室處理時間。
    在研究過程中,特別針對烤箱固化階段進行深入分析。實驗使用實驗用烤箱,其優點在於能精準控制溫度與時間,方便觀察樹脂的固化過程,有助於確定最佳固化參數。為確保研究結果的實用性,研究同時利用量產烤箱進行驗證。雖然量產烤箱能處理大量砂紙盤,但溫度控制較不精準,且缺乏即時驗證效果。因此,每一組實驗均詳細記錄條件、步驟和結果,並與實驗用烤箱的結果進行比較,以評估其參數在大規模生產中的可行性。例如,研究發現過高的下壓力會導致樹脂溢出,過長的蒸汽室處理時間則會降低樹脂黏著力。此外,若未完全固化便進行蒸汽室處理,則可能產生氣泡,進一步影響產品品質。最後,整合實驗結果,提出減少掉砂的有效方法,並展望未來研究方向。

    This study is research sand peeling analysis in silicon carbide (SiC) sandpaper disks, focusing on optimizing the manufacturing process to enhance adhesion and durability. The research employed a multifaceted experimental approach to evaluate the impact of various process parameters on sand shedding. These parameters included resin formulation (phenolic resin), curing conditions (oven temperature and duration, stepwise heating profiles), and steam treatment (duration and temperature). Experimental methods included T-peel adhesion testing and SEM/EDS analysis of material microstructure. The results were analyzed to determine the optimal combination of process parameters for minimizing sand peeling and maximizing performance.

    摘要I 誌謝XIV 目錄XV 表目錄XVII 圖目錄XVIII 第一章緒論1 1-1研究背景與動機1 1-2文獻回顧6 1-3論文架構13 第二章砂紙盤材料特性分析介紹14 2-1碳化矽砂粒14 2-2硫化纖維板特性20 2-3酚醛樹脂特性20 第三章酚醛樹脂固化熟成烤箱與量產蒸氣室設備介紹22 3-1烤箱設備介紹22 3-2蒸氣室設備介紹26 第四章硫化纖維板與酚醛樹脂黏著試片之實驗方法29 4-1剝離試片製作及實驗一29 4-2剝離試片製作及實驗二32 4-3剝離試片製作及實驗三36 4-4剝離試片製作及實驗四39 4-5剝離試片製作及實驗五40 4-6在高濕度環境下樹脂黏著度變化的研究實驗41 4-7剝離試片實驗結論43 第五章酚醛樹酯黏結實驗44 5-1圓砂紙盤規格說明44 5-2圓砂紙盤原製程說明45 5-3主要製作流程及細項介紹說明49 5-4硫化纖維板板材選定50 5-5硫化纖維板板材裁切51 5-6圓砂紙盤塗膠方式53 5-7烤箱第二製程+蒸氣室製程55 5-8重壓塑形流程57 5-9砂紙盤與硫化纖維紙板之間的黏著性實驗59 5-10實驗庫存品對折實驗61 5-11對折實驗之結論62 第六章減少掉砂方法製作砂紙盤及實驗說明64 6-1砂紙盤材料準備介紹64 6-2改善前參數實驗圓砂紙盤製造過程中烤箱、蒸氣處理及乾燥室設定65 6-3改善後參數實驗圓砂紙盤製造過程中烤箱、蒸氣處理及乾燥室設定66 6-4酚醛樹脂膠化介紹及說明67 6-5去除蒸氣室實驗作法及烤箱內紙盤固定方式69 第七章結論與未來展望71 參考文獻73

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