106年 - 106 中央造幣廠_新進人員甄試筆試試題_分類職位_材料工程：材料科學#146441

題目一：【6 分】
材料拉伸過程中，已知工程應變(engineering stress, σ_e)及工程應力(engineering strain, εe)，請推導真實應力(true stress, σ_t)。

題目二：【6 分】
請寫出此六方單位晶胞中平面A及平面B之米勒指數

題目三：【12 分】
(一) 請定義陶瓷材料中的Frenkel 缺陷及Schottky 缺陷。【6分】

(二) 離子晶體中能否存在大量Frenkel 缺陷?請說明其原因。【6分】

題目四：【8 分】
(一) 請寫出Ag的電子組態(Ag的原子序為47)。【4分】

(二) 請說明 Ag 最外層電子的四個量子數。【4 分】

題目五：【13 分】
(一) 計算Cu在1000°C時每立方米中空位的平衡數目。空位之形成能為0.9eV/atom, Cu的原子量和密度(在1000°C時)分別是63.5g/mol和 8.4g/cm³。【6分】

(二) 請說明當溫度提高，空位數目的變化情形。【3 分】

(三) 請舉出觀察晶體中空位的方法。【4 分】

題目六：【16分】
(一)本質(intrinsic)半導體和外秉(extrinsic)半導體的導電率與溫度的關係有何差別?請繪圖說明。【6分】

(二)在高純度的矽中加入 $10^{23} \text{ m}^{-3}$ 的砷原子,請說明此材料為 n 型或 p 型半導體?並請計算此材料在 $120^{\circ}\text{C}$ 時的導電率。($\mu_e = 0.04 \text{ m}^2/\text{V-s}$)。【10分】

題目七：【13分】
(一)定義介電常數(dielectric constant)。【3分】

(二)請解釋藉由介電材料插入電容器板內電荷儲存能力增加的機構。【5分】

(三) $2.0 \times 10^{-11} \text{ C}$ 電荷被儲存於具 $160 \text{ mm}^2$ 面積且板距 $3.5 \text{ mm}$ 的平行板電容器的每一板上,請計算當一材料具介面常數為 $5.0$ 時,其極化值為多少?【5分】

(一)請寫出熱傳導係數的定義式。【3分】

(二)比較並解釋金屬、陶瓷、高分子三類型材料之熱傳導係數高低順序。【3分】

(三)比較並解釋單晶材料和非晶材料之熱傳導,何者較佳?【3分】

題目九：【17分】
(一)請寫出Fe-Fe3C系統的三個反應：包晶(peritectic)、共晶(eutectic)、共析(eutectoid)之反應式並繪出其相圖。【9分】

(二)根據下圖，假設將 \( 1.0 \mathrm{~kg} \) 含碳量 \( 0.60 \mathrm{wt}\% \) 之沃斯田鐵(austenite)緩慢冷卻至低於 \( 727^{\circ} \mathrm{C} \) (1000 K)以下，請推導此碳鋼組織中肥粒鐵(ferrite)與雪明碳鐵(cementite)各為幾公斤。【4分】

(三)請繪出第二小題中該碳鋼組織圖並標出各組成相。【4分】