高考申論題
111年
[材料工程] 材料科學與工程
第 一 題
一、結構輕量化是移動載具節能減碳的關鍵因素之一，請列舉兩種移動載具結構輕量化常用的材料，並比較這兩種材料的差異。（20 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到「輕量化」與「移動載具」，應直覺聯想到具備高「比強度（強度/密度）」的材料。建議選擇跨材料類別（如金屬代表「鋁合金」 vs. 複合材料代表「碳纖維強化聚合物 CFRP」）進行比較，從微觀結構（晶體結構與差排 vs. 共價鍵與異向性）、巨觀力學性質、破壞機制及製程成本等維度全面論述，以展現深厚的材料科學素養。
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【破題】 移動載具結構輕量化的核心在於提高材料的「比強度」與「比剛性」，以降低慣性質量並提升能源效率。目前產業界最常用且具代表性的兩種輕量化材料為金屬基的「鋁合金（Aluminum alloys）」與複合材料基的「碳纖維強化聚合物（Carbon Fiber Reinforced Polymers, CFRP）」。 【論述】
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