機電工程學系

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系所沿革

為迎合產業機電整合人才之需求,本校於民國 91年成立機電科技研究所,招收碩士班學生;隨後並於民國93年設立大學部,系所整合為「機電科技學系」,更於101學年度起招收博士班學生。103學年度本系更名為「機電工程學系」,本系所之發展方向與目標,係配合國家政策、產業需求與技術發展趨勢而制定。本系規劃專業領域包含「精密機械」及「光機電整合」 為兩大核心領域, 使學生不但學有專精,並具跨領域的知識,期能強化學生之應變能力,以適應多元變化的明日社會。

教學目標主要希望教導學生機電工程相關之基本原理與實務應用的專業知能,並訓練學生如何運用工具進行設計、執行、實作與驗證各項實驗,以培養解決機電工程上各種問題所需要的獨立思考與創新能力。

基於建立系統性的機電工程整合教學與研究目標,本系學士班及研究所之教育目標如下:

一、學士班

1.培育具備理論與實作能力之機電工程人才。

2.培育符合產業需求或教育專業之機電工程人才。

3.培育具備人文素養、專業倫理及終身學習能力之機電工程人才。

二、研究所

1.培育具備機電工程整合實務能力之專業工程師或研發人才。

2.培育機電工程相關研究創新與產業應用之專業工程師或研發人才。

3.培育具備人文素養、專業倫理及終身學習能力之專業工程師或研發人才。

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    人造石墨之電化學/機械剪切複合剝離石墨烯與性能評估
    (2018) 黃俊凱; Huang, Chun-Kai
    本研究結合液相剝離法中的電化學剝離法與剪切剝離法(Shear exfoliation),嘗試由人造石墨粉末剝離出石墨烯,企圖增加製造人造石墨之原料,如重油(Heavy oil)或瀝青焦(Asphalt coke)的經濟價值。傳統電化學剝離法多是以塊狀、棒狀、箔片狀石墨作為研究材料,一旦電解剝離完後,其剩下非石墨烯之產物(細小石墨微粒)無法再反覆剝離成為石墨烯,只能丟棄造成浪費或另尋其他用途。本研究利用電化學剝離法與機械剪切剝離法進行石墨烯剝離實驗,透過此兩種方法的相輔相成,以粉末狀人造石墨材料作為原料,可進行連續性生產,並且非石墨烯之產物也能夠重複剝離,不會造成材料的浪費。本研究亦使用由人造石墨剝離之石墨烯樣品,與由天然石墨剝離之石墨烯樣品相互比較,透過拉曼光譜分析儀(Raman spectroscope)確認石墨烯樣品之缺陷程度(ID/IG),另以掃描式電子顯微鏡(SEM)、穿透式電子顯微鏡(TEM)及原子力顯微鏡(AFM)等儀器設備,評估石墨烯片的大小、表面形貌及厚度均勻性。最後,本研究以超級電容器之比電容值表現,作為人造石墨剝離為石墨烯後,性能有無提升之評斷依據。本研究透過電化學插層法配合剪切剝離法,已成功將人造石墨粉末剝離為平均厚度約2.62 nm、平均片徑約2.86 μm之石墨烯薄片,其缺陷程度ID/IG為0.16,並具有122.74 S/cm之導電度表現,皆優於以相同手法由天然石墨材料剝離之石墨烯。本研究亦將成功製備之石墨烯薄片應用於超級電容器,透過石墨烯的添加,使得超級電容之比電容值,較只有使用人造石墨粉末材料者提升超過一倍,代表將人造石墨剝離為石墨烯有助於超級電容性能之提升。
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    界面活性劑對電化學/機械複合剝離製程之石墨烯產率與品質影響
    (2016) 陳姿穎; Chen, Zi-Ying
      本研究結合液相剝離法中的電化學剝離法與剪切剝離法(Shear exfoliation),另外輔以界面活性劑的添加,企圖以此製程技術提升產率,期望解決電化學剝離法無法連續性生產的缺點。傳統電化學剝離法多是以塊狀、棒狀、箔片狀石墨作為研究材料,一旦電解剝離完後,其剩下非石墨烯之產物(細小石墨微粒)無法再反覆剝離成為石墨烯,只能丟棄造成浪費或另尋其他用途。然而,本研究所提出的實驗方法可以連續性生產,而且以較低成本之天然石墨顆粒為剝離原料,非石墨烯之產物也能夠重複剝離。本研究整合兩種技術,在剪切高速剝離處理前,以施加電壓進行電化學離子插層處理,增加石墨層與層間距離而使剪切剝離較為容易,以獲得較大尺寸的石墨烯薄片,藉由上述的複合方式來達到提升產率與品質之目標。本研究透過X光粉末繞射儀(XRD)分析樣品結晶,判斷是否為石墨烯,再輔以拉曼光譜分析儀(Raman spectroscope)確認樣品有無缺陷,另以化學分析影像能譜儀(ESCA)判別氧碳值,另藉由掃描式電子顯微鏡(SEM)、穿透式電子顯微鏡(TEM)及原子力顯微鏡(AFM)等儀器設備,評估石墨烯片的大小、表面形貌及厚度均勻性。本研究成功藉由此製程製備石墨烯片,具有低成本與高產量的優勢,期許未來可應用於導電漿料、透明導電層、超級電容或鋰電池等開發。本研究藉由整合電化學插層法、剪切剝離法與複合式界面活性劑的使用,成功將石墨粉剝離為石墨烯,剝離後石墨烯的氧碳比值(O/C)提升至2.39,經過後處理之氧碳比值降為1.37,接近初始石墨粉氧碳比1.02,剝離後經酒精清洗的石墨烯缺陷程度ID/IG為0.899,再經過高溫處理的缺陷程度為0.630,亦較近於初始材料石墨粉之缺陷程度0.604,剝離後石墨烯層數多為2奈米,經兩次反覆實驗後,寡層石墨烯的整體產率為72.48 %,意為投入10克石墨粉,可獲得7.248克之寡層石墨烯。