109年 - 109 高等考試_三級_材料工程：材料科學導論#88459

科目：技師◆材料科學 | 年份：109年 | 選擇題數：0 | 申論題數：10

試卷資訊

所屬科目：技師◆材料科學

選擇題 (0)

申論題 (10)

⑴寫出室溫下晶體結構為BCC的金屬元素四個，晶體結構為FCC的金屬元素三個，晶體結構為HCP的金屬元素三個。（10分）

⑵舉例說明擾動性和永久性二次鍵結（fluctuating and permanent secondary bonds）之間的差異（來源和強度）。（5分）

⑶如何利用光學顯微鏡來觀察材料的微結構？（5分）

⑴說明雙晶（twinning）變形機制及滑動（slip）變形機制的差異點。（10分）

⑵擴散率（diffusivity）大小取決於5個變量，說明這些變量如何影響擴散率？（10分）

三、說明亞共析（hypo-eutectoid）碳鋼完全退火、製程退火、正常化、淬火、回火（full annealing, process annealing, normalizing, quenching, and tempering）熱處理的步驟與目的。（20分）

⑴說明強化玻璃（tempered glass）的熱處理步驟與強化原理。（10分）

⑵一個層狀複合材料，由一層強化材（彈性模數E_r）與一層基材（彈性模數E_m）交錯累加而成，強化材體積比為f，假設複合材料沒有孔洞且界面鍵結足以承受應力，證明此複合材料平行層狀與垂直層狀的彈性模數(E_c)分別為E_c= f E_r+ (1 - f )E_m與1/E_c = f(1/E_r) + (1 - f )(1/E_m)。（10分）

⑴4340合金鋼板承受400 MPa的拉伸應力，而此材料的斷裂韌性K_IC為 60.4 MPa•m^1/2，確保板在靜態負荷條件下（假設幾何常數Y = 1）不會失效，則臨界裂隙長度為何？換成7178鋁合金（K_IC為23.1 MPa•m^1/2），則臨界裂隙長度又為何？（10分）

⑵如何得到疲勞S-N曲線（fatigue stress vs. number of cycles）？繪圖並說明碳鋼與鋁合金的S-N曲線有何不同。（10分）