高考申論題
110年
[材料工程] 材料科學導論
第 三 題
三、請比較固溶體中置換型溶質和插入型溶質原子擴散機制的差異，並說明碳鋼中錳和碳元素在均質化處理時，那一個元素會先達到均質化的效果。（20 分）
📝 此題為申論題
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本題測驗微觀擴散機制與宏觀熱處理效果的連結。作答時應先比較「空位擴散」與「間隙擴散」在活化能與速率上的物理差異，建議以表格對照；接著將此物理機理解套至碳鋼系統，辨別出碳為插入型、錳為置換型，依循『結構決定性質』的邏輯即可推導出均質化的先後順序。
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【破題】 固溶體中的原子擴散主要受限於原子的微觀晶格位置。溶質原子尺寸決定了其在母體中形成置換型或插入型固溶體，進而決定其採取「空位擴散」或「間隙擴散」機制，這直接決定了熱處理時原子的擴散速率。 【論述】
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