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普考申論題 111年 [技藝] 工藝材料學概要

第 一 題

📖 題組:
試述下列工藝材料或技法的特性與應用:(每小題 4 分,共 20 分) (一)美耐板 (二)吹製玻璃 (三)蠟染 (四)鉚接 (五)銼刀
📝 此題為申論題,共 5 小題

小題 (一)

美耐板

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看到「美耐板」,應先聯想其材料構成的物理化學本質(含浸樹脂的紙張經高溫高壓製成的熱固性塑料),接著推導出其耐磨耐熱的物理特性。作答時需結合「定義、製程、特性應用」,並帶入臺灣早期家具材料替代與量產化的社會背景以深化論述。

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【破題】美耐板(High Pressure Laminate, HPL)為一種具備耐磨、耐熱特性之高壓表面裝飾板材,屬於熱固性樹脂複合材料。 【論述】 一、定義與製程(過程):其結構由表層色紙或裝飾紙含浸「三聚氰胺樹脂」(Melamine resin),以及底層多層牛皮紙含浸「酚醛樹脂」(Phenolic resin)堆疊後,經高溫(約150℃)、高壓熱壓固化而成。此過程中的化學交聯反應使其形成不可逆的堅硬網狀結構。

小題 (二)

吹製玻璃

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看到「吹製玻璃」,應迅速扣合其「物理狀態改變」的特性,聯想高溫熔融、空氣壓力膨脹與冷卻固化的過程。答題時採用「定義、成型過程、應用與臺灣發展」三段論法,精準交代技術細節與在地產業關聯,以拿穩此 4 分題。

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【破題】 吹製玻璃(Glass Blowing)是利用玻璃於高溫下呈現黏稠流體之物理特性,藉由空氣壓力使其膨脹成中空器體的玻璃成型技法。 【論述】

小題 (三)

蠟染

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面對工藝技法題,應迅速掌握『防染原理』。作答時依循『定義與材料特性(疏水性)、操作過程(上蠟、冷染、退蠟)、美學特徵與在地影響(冰裂紋與臺灣藍染結合)』三段式結構,精準切入拿分。

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「蠟染」為一種歷史悠久的傳統防染工藝。 (1) 定義與原理:利用蠟(如蜂蠟、石蠟或木蠟)具備「疏水性」且不溶於水的物理特性,將其作為防染劑覆蓋於布料特定區域,藉以阻絕水性染液滲透纖維。 (2) 製作過程:將高溫熔化的蠟液依設計圖案描繪於織物上,待冷卻凝固後,將布料浸入常溫或低溫的染缸中進行染色(需避免染液溫度過高導致蠟層熔解失效)。染色完成且氧化發色後,再透過高溫沸水煮沸進行「脫蠟」洗淨,未上蠟處即顯現染料色彩,上蠟處則保留布料原色。

小題 (四)

鉚接

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看到「鉚接」,首先應聯想其為一種不需加熱的「冷接合技術」。答題時依循三段論:先定義其為利用金屬延展性的機械固定法;次述其物理塑性變形的受力過程與不生熱應力的優點;最後結合工藝美學(如裝飾性釘頭)與臺灣早期民生器物修復(如補鍋)的實務應用。

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「鉚接」(Riveting)是一種不可拆卸的機械性冷接合技術,其特性與應用包含:(1) 定義:利用具延展性的金屬鉚釘(如銅、鋁)穿過物件預留孔洞,使兩個以上物件相互緊密結合的加工法。(2) 物理過程:基於材料的塑性變形原理,對穿透孔洞的鉚釘施以敲打或擠壓之外力,迫使其尾部膨脹變形形成釘頭,進而產生強大的機械夾緊力。此過程不需高溫熔接,可避免熱應力導致的基材脆化、退火或變質。(3) 工藝影響與應用:廣泛應用於金屬、皮革、木材等異材質的結合。在工藝美學上,外露的鉚釘頭常由結構補強轉化為獨特的視覺裝飾元素(如皮雕工藝的排釘、金工的冷接美學);在臺灣傳統工藝與文資保存實務中,因其能避免高溫破壞原件材質,成為早期民生器物修復(如傳統「補鼎」工藝)與複合材質文物保存的關鍵技術。

小題 (五)

銼刀

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作答此題應從「工具定義與材質」、「物理切削機制」、「工藝應用與影響」三個維度切入。先點出其高碳鋼材質與高硬度特性,接著說明其物理磨削原理,最後連結至傳統與現代工藝(如臺灣打金或木作)中對於成型與美學的關鍵影響。

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「銼刀」(File)為一種表面具有多數細密凸起刀齒的手工切削工具,通常以高碳鋼或合金鋼經熱處理淬火製成,具備極高的硬度與耐磨性。 其運作原理屬於「物理切削過程」,透過工藝師施加壓力並進行推拉,利用表面微小的幾何刀齒對金屬、木材或塑膠等工件表面進行微量磨削,以去除多餘材料、修整銳利邊緣或調整表面粗糙度。銼齒的粗細(如粗齒、中齒、細齒)與形狀(如平、半圓、三角)決定了切削的深度與排屑效率。 在實務應用與影響上,銼刀廣泛見於金工、木工與修復保存領域。以臺灣傳統「打金」工藝或木作榫卯為例,銼刀是連接粗加工與細拋光之間的關鍵過渡技術,其修整的精準度不僅決定了構件接合的密合度,銼削所留下的紋理與平整度,更直接影響最終工藝品的光澤展現與手路美學。

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