高考申論題
111年
[材料工程] 材料科學與工程
第 四 題
四、請說明何謂奈米材料。另外，相較於常用的金屬工程材料，金屬材料晶粒奈米化後具有那些優點。（15 分）
📝 此題為申論題
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本題重點在於精確定義『奈米材料』的尺寸界限，並運用物理冶金的微觀機制（如晶界對差排的阻礙、晶界滑移）來推導巨觀性質的演變。答題時應以Hall-Petch方程式為核心解釋力學性質的提升，並補充高比表面積與高晶界密度帶來的其他物理與化學優勢。
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【破題】 奈米材料係指在三維空間中，至少有一維度的尺寸處於奈米尺度（通常為 1~100 nm）的材料。金屬晶粒奈米化後，因晶界體積分數急遽增加，從根本上改變了差排運動與擴散行為，進而賦予材料優異的力學與物理化學性質。 【論述】
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