高考申論題
108年
[工業設計] 材料及製造程序(包括金屬及塑膠)
第 一 題
📖 題組：
一、(一)金屬抽線過程須適當退火（annealing），其目的何在？金屬材料經過退火之後，內部組織會經歷那些變化？在退火過程中，金屬材料的強度、延展性、硬度及電阻有何變化？（20 分） (二)為何銀線在抽線過程，相較於銅線及金線，其材料內部較易形成退火孿晶（annealing twin）？（10 分）
一、(一)金屬抽線過程須適當退火（annealing），其目的何在？金屬材料經過退火之後，內部組織會經歷那些變化？在退火過程中，金屬材料的強度、延展性、硬度及電阻有何變化？（20 分） (二)為何銀線在抽線過程，相較於銅線及金線，其材料內部較易形成退火孿晶（annealing twin）？（10 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
(一)金屬抽線過程須適當退火（annealing），其目的何在？金屬材料經過退火之後，內部組織會經歷那些變化？在退火過程中，金屬材料的強度、延展性、硬度及電阻有何變化？（20 分）
思路引導 VIP
看到此題，應立即聯想到金屬冷加工（如抽線）所造成的「加工硬化（Strain hardening）」現象，以及對應的軟化熱處理「退火（Annealing）」。答題需嚴格遵循退火的三階段熱力學機制（回復、再結晶、晶粒成長），並將微觀的晶格缺陷（如差排密度）與巨觀的機械/物理性質（強硬度、延展性、電阻）變化建立邏輯連結。
小題 (二)
(二)為何銀線在抽線過程，相較於銅線及金線，其材料內部較易形成退火孿晶（annealing twin）？（10 分）
思路引導 VIP
看到此題，首先應聯想到「退火孿晶」的生成機制與面心立方（FCC）金屬的「疊層缺陷能（Stacking Fault Energy, SFE）」成反比。接著比較銀、銅、金三者的 SFE 大小，說明銀因 SFE 最低，在抽線後的再結晶與晶粒成長階段，最容易透過形成孿晶來降低系統總能量。