高考申論題
105年
[機械工程] 機械製造學(包括機械材料)
第 一 題
一、試述碳化鎢陶瓷刀具以粉末冶金製作流程，並說明如何控制孔隙率以製作刀具。（25 分）
📝 此題為申論題
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看到「碳化鎢陶瓷刀具」與「粉末冶金」，應直覺聯想到「碳化鎢（WC）硬質相與鈷（Co）結合相」的液相燒結機制。解題須依序邏輯論述粉末冶金的標準步驟（混合、造粒、壓製、燒結），並在控制孔隙率的段落，精準點出「液相燒結毛細管力填補孔隙」以及「熱均壓（HIP）技術」是製作高緻密度、無缺陷切削刀具的關鍵核心。
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【破題】 碳化鎢（WC）陶瓷刀具（又稱硬質合金刀具）具備極高硬度與耐磨性，但因熔點極高且脆性大，難以用傳統熔鑄法製造，故必須採用「粉末冶金法（Powder Metallurgy, PM）」，並添加鈷（Co）作為結合劑進行液相燒結，以達成高緻密度並兼具硬度與韌性。（作答時建議配合繪製「粉末冶金流程方塊圖」與「液相燒結微觀組織變化簡圖」，以利爭取高分）。 【論述】
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