高考申論題
110年
[材料工程] 材料科學與工程
第 四 題
📖 題組:
請試述下列名詞之意涵:(每小題 5 分,共 20 分) (一)功函數(work function) (二)塑性應變比(plastic strain ratio) (三)磁導率(magnetic permeability) (四)聚合物(degree of polymerization)
請試述下列名詞之意涵:(每小題 5 分,共 20 分) (一)功函數(work function) (二)塑性應變比(plastic strain ratio) (三)磁導率(magnetic permeability) (四)聚合物(degree of polymerization)
📝 此題為申論題,共 4 小題
小題 (四)
聚合度(degree of polymerization)
思路引導 VIP
看到「聚合度」,應直覺連結到聚合物分子鏈的長度特徵。作答時除了點出「重複單元數量」的定義與計算公式外,務必從微觀的「分子鏈纏繞與分子間作用力(凡得瓦力)」出發,推導其對巨觀機械性質(如強度、熔點、黏度)的影響,以展現材料科學的專業度。
小題 (一)
功函數(work function)
思路引導 VIP
看到「功函數」,應直覺聯想到電子逃逸固體表面的能量門檻。在答題上,除了給出巨觀的「最小能量」定義外,務必引入微觀能帶理論中的「費米能階」與「真空能階」之差來展現物理冶金深度,並補充其受晶面方向及表面狀態影響的特性。
小題 (二)
塑性應變比(plastic strain ratio)
思路引導 VIP
看到「塑性應變比」,應立刻聯想到鈑金成形中的 Lankford 值(r值)。作答時需點出其定義(寬度應變與厚度應變之比)、物理意義(材料的正常異向性)以及在實務上的應用(如深衝壓成形性的指標)。
小題 (三)
磁導率(magnetic permeability)
思路引導 VIP
看到「磁導率」,應直覺聯想磁通量密度 B 與外加磁場強度 H 的關係式(μ=B/H)。答題時需點出其物理意義(材料導引磁力線的難易度)、微觀機制(電子磁矩的排列),並補充相對磁導率與材料磁性分類(鐵磁、順磁、抗磁)以展現材料科學的專業度。
聚合度定義與影響
💡 指高分子鏈中重複單元的平均數目,決定材料的物理與加工性質。
🔗 聚合度對材料性質的影響鏈
- 1 聚合度提升 — 高分子分子鏈長度與單元數增加
- 2 微觀效應 — 鏈間糾纏增強,凡得瓦引力範圍變大
- 3 性能強化 — 機械強度、熔點、玻璃轉移溫度上升
- 4 加工限制 — 熔融態黏度激增,導致流動成型困難
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🔄 延伸學習:延伸學習:了解多分散指數 (PDI) 對分子量分布均勻性的影響。