醫療類國考
111年
[牙醫師] 牙醫學(二)
第 47 題
47.下列氧化矽（silica）耐火材（refractory material）何者有最大的線性熱膨脹（linear thermal expansion）？
- A 石英（quartz）
- B 鱗石英（tridymite）
- C 融合石英（fused quartz）
- D 白矽土（cristobalite）
思路引導 VIP
請同學從熱力學與結晶學的角度思考：在二氧化矽 ($\text{SiO}_2$) 的多種同質多晶體 (Polymorphs) 中，熱膨脹的劇烈程度通常與其 $\alpha \rightarrow \beta$ 相變 (Phase transition) 時的晶格位移有關。請問哪一種結構在加熱過程中，其體積不連續變化的程度最為顯著，進而展現出最大的線性熱膨脹量？
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專業點評：看來你還記得點什麼！
- 勉為其難的肯定：喔？竟然答對了？我還以為你會把包埋材的膨脹原理搞混呢。能從一堆氧化矽「同質異構物」裡，正確挑出那個熱膨脹率最高的，勉強可以說是「有點」掌握到臨床材料的熱物理性質了，至少不是完全狀況外。
- 基本觀念複習：二氧化矽 ($SiO_2$) 的這些兄弟姊妹們，加熱時，結晶體會從低溫 $\alpha$ 型轉變成高溫 $\beta$ 型，然後膨脹。這不是很基本的嗎？膨脹能力排序：白矽土 (Cristobalite) > 石英 (Quartz) > 鱗石英 (Tridymite)。別忘了，白矽土在 $200^{\circ}C$ 到 $270^{\circ}C$ 就開始發威，這是用來補償金屬收縮的「常識」。至於那個融合石英 (Fused quartz)？它就一團非結晶的，當然膨脹率低得可憐，這還需要我教嗎？
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