民國115年 普通考試 技藝 工藝材料學概要
官方試題 PDF
題目
請試述金屬材料中，何謂「合金」及其製法為何？（20 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、定義：合金（alloy）是由兩種以上元素組成，其中至少一種為金屬，經熔合或其他方法結合後，仍具金屬光澤、導電導熱與塑性等金屬特性之材料。依組成可分二元、三元及多元合金；依相態可分固溶體、金屬間化合物與機械混合物。
- 二、目的：純金屬強度、硬度或耐蝕性常不足，合金化可改善力學性質、耐磨、耐熱、耐蝕、鑄造性與加工性。例如鋼是鐵與碳的合金，黃銅是銅鋅合金，青銅是銅錫合金，不鏽鋼含鉻、鎳等。
- 三、熔煉法：將基材與合金元素依配比投入爐中熔解，經精煉、除渣、除氣、成分調整與測溫，再澆鑄成錠或鑄件。此法產量大、成分均勻，但需控制氧化、偏析、收縮與爐氣污染；難熔金屬或高活性金屬則用真空或惰性氣體熔煉。
- 四、粉末冶金法（powder metallurgy）：將金屬或合金粉末混合、壓製成胚，再於保護氣氛中燒結，使顆粒擴散結合。適合高熔點、難加工或近淨形零件，如燒結鋼、硬質合金；優點為省材料、成分可控，缺點是孔隙、密度與尺寸受限。
- 五、其他製法與限制：尚有機械合金化（mechanical alloying）、快速凝固、電沉積、熱浸鍍與滲透法等。合金設計須考慮相圖、冷卻速率與熱處理；成分偏析、氣孔、裂紋與殘留應力是常見缺陷，須以檢驗與製程控制確保品質。
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。