醫流體的植佈(biofluid printing)、燃料噴射系統[3]、藥物服用(drug
dosage)[4]、晶片冷卻與直接印表製程技術(IC cooling and direct writting)。高 可靠度、高性能與低成本的微噴液裝置是近來致力研發的重點。
Piezoelectric Effect)是指壓電材料受到一機械應力作用時，其內部正負電荷 中心會產生一相對位移，而產生一相對電場，如圖1-2[圖 1-2]所示。反之當 壓電材料受到電場作用時，內部也會產生一相對應變，此為逆壓電效應 (Converse Piezoelectric Effect)，如圖 1-2[圖 1-2]所示。此現象被Hankel 定名 為壓電性[8,9]。若是加入的電廠為交流電場，則材料的變型方向會隨著交 流電壓而改變，而變形幅度可達到最大值。依正負半週期而變化，此時交 流電場的頻率就等於材料本身的自然頻率(Natural Resonance
Frequency)[10]。
微機電的原文”Micro Electro Mechanical System”其意為”微米級機電整 合系統”，是一種技術，為現今被認為極具發展潛力和前瞻性的研究領域。
視化分析液體噴出後的狀況。
1-2 文獻回顧
壓電效應的真正用以實用化的是在 1917 年，Langevin 用石英及鋼材組 成一個三明治型的轉換器(transducer)[11][圖 1-3]，此一轉換器可將電能轉換 為超聲波(ultra-sonic wave)振動，並用做水下探測之用；此後在 1921 年，
Cady 發表了一篇有關壓電震盪器(piezoelectrics resonator)的論文[12]，之後 壓電材料使用在超聲波及頻率處理方面就逐漸增加。
在較高的噴射速度下，所得的結果與Rayleigh 的結果相近，但在較低地噴 差，跟溶液的濃度與分子量成反比。Pimbley 和 Lee[16]在實驗量測上，於 不同的操作條件下，觀測液滴分離的時間與距離，並對衛星液滴的形成與 行為做探討，並與理論分析做比較對照，經證明發現，當整體波長達到5 至6.5 被噴孔的直徑大小時，可以阻止衛星液滴的形成。又 Fromm[17]使用 數値近似法解二維Navier-Stokes 方程式，硬針對具有固定長度的等圓截面 噴嘴，探討再噴嘴入口處給予一隨時間變化的壓力與不同意體的性質時，
接近圓椎型，則液體流速會越快，流量也就相對的減少[19]。
1-3 本文目的
可以廣泛應用在各種領域是噴液系統的最大優點，因此如何改善噴液 系統的品質是目前各方面重要的議題之一。由前面的文獻探討可知，先前 的研究大都著重在液體特性，操作電壓波形與噴孔幾何尺寸對液滴噴射行 為的影響，沒有考慮噴孔表面性質，即表面親接觸角對液滴噴射行為的影 響。
為了進一歩瞭解液體經過一微小噴孔後，其所呈現的行為，本實驗目 的在於使用壓電材料的逆壓電特性，加入電壓驅動壓電片來振動噴孔片，
並藉由改變噴孔片中噴孔外部的直徑大小、整體厚度以及噴孔片內表面的 接觸角，如圖所示[圖 1-4]，來觀測液體藉由噴孔噴出後，是否會呈現一穩 定的液滴噴射，或是出現噴出不同顆粒大小的液滴，並找出其中相對應的 關係。本實驗預計選取的參數有：液體接觸角(θ)、噴孔片振幅(A)、噴孔片 振動頻率(F)、主液滴體積(Pi)、主液滴速度(U)、主液滴斷裂時間(Tb)，
Re(Reynolds number)、We(Weber number)、Ca(capillary number)=We/Re，並 以此探討液滴噴射過程中，表面張力，慣性力，黏滯力，與毛細作用力的 交互影響與液滴噴射行為。