Abstract
本文研究主旨在於應用現有之微機電製造技術，設計且製作精密微型噴嘴，最後並量測分析其霧化性能。研究分為兩大階段，第一階段使用兩種微機電製程製造微噴嘴，一為深刻模造(LIGA)技術，另一則為電感耦合電漿(ICP)深蝕刻技術；第二階段則將研製成功之微噴嘴進行封裝及測試。測試內容包含其噴油量、噴霧流場結構觀測以及噴霧特性定量量測。測試方法是將噴嘴直接噴射於大氣之中，以雷射切面進行流場觀測及相位都卜勒粒徑分析儀(PDA)進行光學定量量測，期望藉由測試結果對本文開發之微噴嘴做應用評估。測試結果顯示，以LIGA技術製作之微噴嘴其操作壓力範圍至少達30 bar；而ICP之製程結果由於厚度太薄使得操作壓力必須小於10 bar。兩者之噴霧流場皆有很好之對稱性，顯示噴嘴結構具有相當精確之同心度與真圓度。噴霧特性之量測結果顯示，LIGA技術製作之微噴嘴其噴霧流場不再是典型壓力渦旋噴嘴所產生之中空錐形噴霧結構，而是渦旋噴射與平孔噴射之混合結果，噴霧流場中平均粒徑值分布在10?80μm之間。而將噴孔直徑縮小會使平均粒徑值降低，其分布在5?70μm，但會使噴霧結構改變，降低渦旋噴射效果。以ICP深蝕刻技術製作之微噴嘴其噴霧流場是呈現出平孔噴射之結果，而平均粒徑值則分布在20?70μm之間。本文已成功發展出微噴嘴之微機電製程，並藉由其噴霧流場之探討獲悉在流場中渦旋及平孔噴射效應與噴嘴設計上之關連，其結果不僅可以提供微噴嘴在應用上之依據，也可作為微噴嘴在未來幾何尺寸與製程設計上之參考。