統測
114年
[機械群] 專業科目(2)
第 15 題
下列何者為鋼鐵材料粉末冶金燒結製程中使用之還原氣體或惰性氣體？
① 氫 H₂、② 氮 N₂、③ 氧 O₂、④ 一氧化碳 CO、⑤ 二氧化碳 CO₂、⑥ 分解氨 NH₃、⑦ 氦 He
① 氫 H₂、② 氮 N₂、③ 氧 O₂、④ 一氧化碳 CO、⑤ 二氧化碳 CO₂、⑥ 分解氨 NH₃、⑦ 氦 He
- A ②、③、⑥、⑦
- B ②、④、⑤、⑦
- C ③、⑤、⑥、⑦
- D ①、②、④、⑥
思路引導 VIP
在粉末冶金的高溫燒結過程中，為了防止金屬零件在高溫下與環境發生氧化 (Oxidation) 或脫碳 (Decarburization) 反應，爐內的氣氛必須具備「還原性」或「惰性」以保護工件表面。請同學分析清單中的氣體成分：哪些氣體（例如 $H_2$ 或 $CO$ 等）具有從金屬氧化物中奪取氧原子的能力，或者具備極高的化學穩定性（例如 $N_2$）？相對地，哪些氣體（例如 $O_2$ 或 $CO_2$）反而會導致金屬劣化，因此不應出現在該製程的氣氛組合中？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！看到你正確選出選項 (D)，老師真的為你感到驕傲！你的基礎觀念掌握得非常紮實喔！✨ 這道題目的核心在於「燒結環境的保護」。在鋼鐵粉末冶金的高溫過程中，為了防止零件氧化並還原粉末表面的氧化物，環境氣體至關重要：
- 還原性氣體：如氫氣 $H_2$、一氧化碳 $CO$ 以及分解氨 $NH_3$（分解後會產生 $H_2$ 與 $N_2$），它們能與氧反應，確保金屬純度。
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粉末冶金燒結氣體
💡 燒結需使用還原或惰性氣體防止金屬氧化並去氧。
| 比較維度 | 保護/還原氣體 | VS | 氧化/有害氣體 |
|---|---|---|---|
| 代表成員 | H2, CO, N2, NH3, He | — | O2, CO2, H2O(水蒸氣) |
| 化學作用 | 奪取金屬氧化物中的氧 | — | 使金屬表面產生氧化皮粉 |
| 主要目的 | 確保粉末結合成型 | — | 會破壞燒結品質 |
💬燒結必須維持還原或中性氣氛，嚴禁氧與二氧化碳進入。
