高考申論題
107年
[材料工程] 材料性質
第 一 題
📖 題組：
有關材料之塑性變形（plastic deformation），請回答下列問題：
有關材料之塑性變形（plastic deformation），請回答下列問題：
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
早期材料科學家認為材料發生塑性變形時需打斷滑動之結晶面上之所有鍵結，結果，依此想法及鍵能計算而得之材料降伏強度（yield strength）遠高於實際材料之量測值，請說明其原因。（10 分）
思路引導 VIP
本題的核心在於比較『理想晶體』與『實際晶體』的微觀變形機制。看到此題，應立即聯想到『差排（dislocation）』的存在；利用『整體同時滑動（理論）』與『局部逐步滑動（實際）』的耗能差異，配合地毯皺褶的經典比喻，即可精準解釋降伏強度落差的物理原因。
小題 (二)
試列出單相金屬材料之三種強化機制並說明所根據之原理。（24 分）
思路引導 VIP
看到「塑性變形與強化機制」，應直擊核心本質：金屬的塑性變形即為「差排（dislocation）的滑移」，因此所有強化機制的物理根源皆為「阻礙差排運動」。針對「單相金屬」，應排除析出強化（第二相），直接鎖定對應點缺陷的「固溶強化」、線缺陷的「應變強化」、以及面缺陷的「晶界強化」，並套用 Hall-Petch 等物理公式建立微觀缺陷與巨觀強度的連結。