民國115年 高考三級 技藝(選試染織) 工藝材料學

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題目

請試述礦物纖維可分為那幾種?並說明其材料特性。(20 分)

參考解答(AI 生成,非官方)

  • 一、定義與範圍:礦物纖維(mineral fiber)指以礦物、岩石或礦渣為原料,經熔融、拉絲、吹絲等方式製成,或天然生成之纖維狀無機物質,亦可含廣義之碳質纖維。共通特性為不燃、耐高溫、耐化學、電絕緣。
  • 二、天然礦物纖維—石棉(asbestos):為天然含水矽酸鎂纖維,分蛇紋石系(溫石棉 chrysotile,占多數、質軟可紡)與角閃石系(青石棉 crocidolite、褐石棉 amosite、陽起石等,耐酸耐熱較佳)。特性為耐高溫、隔熱、電絕緣、耐鹼、抗拉強度高;惟纖維易飛散,吸入恐致石綿肺症與間皮瘤,我國已列管禁用。
  • 三、人造礦物纖維—玻璃纖維(glass fiber):以矽砂、硼砂、石灰石等熔融拉絲而成,分E-glass(通用、電絕緣)、C-glass(耐化學)、S/R-glass(高強度)。特性為質輕、抗拉強度高、不燃、耐蝕、尺寸穩定;缺點為脆性大、耐磨性差、纖維刺激皮膚。
  • 四、其他人造礦物纖維:岩棉(rock wool)與礦渣棉(slag wool)以玄武岩、高爐渣熔融吹絲,供隔熱、隔音、防火;陶瓷纖維(ceramic fiber,氧化鋁—二氧化矽)耐溫可達1200℃以上,用於窯爐內襯;另有石英纖維、玄武岩纖維(basalt fiber)及以PAN或瀝青為前驅體之碳纖維(carbon fiber)。
  • 五、特性比較與應用限制:共通優點為不燃、耐高溫、耐蝕、電絕緣與高強度重量比;共通缺點為脆性大、耐撓曲與耐磨不足、加工粉塵有害呼吸道、部分纖維難以回收。應用於防火隔熱材、複合材料補強(FRP、GFRP)、電子基板、過濾材、航太與運動器材,使用時須依職業安全衛生法規做好粉塵防護。

AI 依官方試題文字產生的參考解答,非考選部公告答案,內容僅供備考參考。

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