1.1 玻璃刮痕消除的需要 (Introduction)：
伴隨著玻璃的工業發展，玻璃已經與人的生活用品合而為一，不論是在建築 物上、裝飾品上、生活必需品上、或者是在交通工具上，都被廣泛的運用在各個 角落。
在歐洲、美洲大眾運輸系統中的地鐵這部分，地鐵的門、窗玻璃上常常可見 到有一條條的刻痕，很明顯的這是人為破壞的結果，政府對於此種情形目前無法 可管，但是對於地鐵公司來說可就損失慘重了。New York City Transit (NYCT)紐 約地鐵公司，從 1989 年 5 月起已經組織了一支去污小組。他們能夠在 24 個小時 內除去車箱裡頭的油漆和墨水所塗寫標記。然而，他們還是無法改善聚碳酸酯或 是玻璃窗子上的抓痕蝕刻。根據統計，NYCT 必須每年至少花費 6000 萬～7000 萬美元在替換損壞的車窗玻璃這方面，而且目前只針對於已經嚴重損害到光線無 法穿透的玻璃進行更換。
一般的玻璃廠在運送、處理產品流程中會有些刮痕、磨損的情況產生；廠商 應變的方法是採用傳統研磨方式，將有刮痕、磨損之處慢慢的磨掉，缺點是耗時 耗力，對於刮痕、磨損的情況過大，甚至只能直接淘汰。
Fig 1：The conceptual design of the Scratchitti Buster as mounted on glass panel
〝火焰拋光法〞，基本原理是利用噴嘴噴出由氧氣與丙烷所組成的火焰，利
於西元1996年，〔1〕Guo Gongyi使用紅外線的光譜範圍(infrared spectrum)來 量測玻璃樣本，並調查研究玻璃的結構組織，且經由實驗提供完整的熱性質。〔2〕
Lin, Y.則採用紅外線光導攝像管(infrared vidicon)來量測板玻璃的溫度分布情 形，並藉由實驗來證實他的分析結果。〔3〕Khandare, P. M.; Zondlo, J. W.; Pavlovic, A. S.這三位發表了一種熱機械分析技術(thermomechanical analysis technique)來 量測玻璃轉移點溫度(transition temperature)或者類似此種光滑透明程度的材料。
在這種技術中，使用膨脹計(dilatometer)來決定中間相位(mesophase)的線膨脹樣 本程度與溫度的關係。而在玻璃轉移溫度附近，可以發現材料熱膨脹係數 (coefficient of thermal expansion CTE)有著顯著的改變，因此藉著量測樣本材料的 熱膨脹係數，可由關係中獲得溫度資訊。〔4〕Panagiotou, Thomai; Levendis, Yiannis;
Delichatsios, Michael三位作者發表的這篇期刊，使用三色近紅外線光學熱儀 (Three–Color Optical Pyrometry)來量測火焰微粒的溫度(Particle Flame
Temperature)，他們選用波長中心為998，810，與640nm來監測聚合物微粒的燃
於西元1997年，〔6〕Virgone, J.; Depecker, P.; Krauss, G. , 這三位作者所發表 的這篇期刊，裡頭詳細介紹使用電腦來模擬玻璃在火焰狀態下的溫度分佈情形，
而且更對於輻射狀態(Radiation Conduction)、表面情形(Surface Conduction)進一步 的推導出可使用的運算式子，相信對於之後要做的理論分析與程式模擬，會有一
定的幫助。
到了1999年，〔7〕van den Brink, J.P.發展了一種新的量測熱膨脹係數的方法 (thermal coefficient expansion TEC)，這種方法是起源於量測熔融狀態矽玻璃的表 面應力方法，叫做 the sessile drop technique。裡頭主要解釋新的方式，但是其中 在量測熔融狀態矽玻璃的表面溫度時，他們使用熱電偶(thermocouple)來作為量 測工具。
在2000年，〔8〕Thomas Kaiser要偵測火焰，為了實驗的正確性與節省性，他 將一對對的溫度感應器架設在天花板上，形成陣列的溫度感應器。
而2001年時，〔9〕Dinelli, Franco; Buenviaje, Cynthia; Overney, René M.三位 作者利用側向摩擦力顯微學(Lateral Force Microscopy)以及調整剪應力顯微學 (shear modulation Microscopy)，以影像及圖片的方式證明出不同的聚化物的相面 是可以區別的，甚至整理出玻璃於轉移溫度(transition temperature (Tg)與附近溫度 的相變化情形，之後可以藉由觀察相的形狀來判斷溫度。
於2002年，〔10〕 Seongchan Jun將熱電偶(thermocouple)放入兩片玻璃中，
藉此來模擬完整的玻璃，並且經由實驗量測玻璃的溫度特性。
由以往文獻中，了解各式各樣的溫度量測儀器、以及前人量測溫度的可行方 法，每一種都各有千秋，為了配合將來的實驗主要研究方向︰玻璃在經過火焰高 溫加熱的過程中，整體溫度分布情形，分為玻璃表面以及玻璃內部兩部分。因此，
選擇合適的溫度感應器是件非常重要的事。
1.3 本論文的研究方向 (Background of project Research )
當火焰加熱時，溫度於玻璃內部呈現梯度變化，對於玻璃影響的程度也大不 相同，如果可以確實了解溫度分佈與應力分佈的詳細關係，對於整體實驗一定有 所幫助。
然而於實驗的過程中，無法量測所有點的溫度分布情形，最好可以藉助軟體 分析來協助了解整體的溫度分布情形。此外，像是噴頭速度、噴頭形狀、熱源強 度、燃料種類、燃料流率、火焰大小、以及周圍環境冷卻系統等等，這些都會構 成影響實驗量測結果的因素。如果可以一邊配合著軟體分析結果，一邊再來調整 實驗參數，兩者相輔相成，應該可以減少實驗失敗的次數，而更容易達到希望的
目標。
溫度分佈的作用在於︰
(1)從上表面到抓痕的最深處的溫度必須比玻璃的融化溫度高。
(2)溫度在玻璃的其他部分保持比融化溫度低，儘可能使玻璃在轉變溫度Tg
下，才能保持玻璃的完整性。
(3)安全玻璃的夾層中聚合物材料，例如PVB(可塑的聚乙烯Butyral)，夾層深 度分別為-2.7mm以及-5.6mm，因此須在有限的厚度中將溫度保持在它的 分解或者融化溫度以下。
這是毫無疑問的︰火焰拋光過程是否成功，取決於溫度分佈可以被控制的多 麼準確。
(1)實驗的過程中，無法實際量測所有點的溫度分佈情形，所以必須利用軟體 分析來協助了解整體溫度分析情形。
(2)在過程裡有涉及溫度控制的許多因素，例如像是噴頭速度、噴頭形狀和尺 寸、熱源強度、燃料種類、燃料流率、熱源速度、火焰大小、以及周圍環 境冷卻系統等等，這些都會影響到實驗量測的結果。
因為知道這些原因會影響溫度曲線的分佈，並且需要知道那些參數的理想的 結合才是取得理想溫度分佈的方法。所以藉由電腦模擬改變參數的計算期望能夠 提供所需要的訊息。
此外，內應力在火焰拋光下必須控制在安全的範圍內，避免玻璃的破裂和變 形。在各種情況下產生的內應力，是由於不同玻璃溫度差別所引起的。為了進行 內應力分析，必須先得到溫度分佈圖。
利用有限元素法，預先模擬出實驗結果是很重要的，如此一來，可以與實驗 量測玻璃表面以及內部的數據互相分析、互相比較，討論兩者的準確性並輔助調 整模擬參數，才能達到最好的結果。
二、火焰拋光的溫度分佈場(Temperature Distribution Simulation under