課程名稱︰製造原理
課程性質︰選修
課程教師︰潘永寧、廖運炫 合開
開課學院：工學院
開課系所︰機械系
考試日期（年月日）︰2015/11/11
考試時限（分鐘）：120min
試題 :
1.請簡要說明Ohno連續鑄造法之原、裝置及方法，並比較已Ohno連續製造法以及傳統
鑄造得到之鑄錠於顯微組職及性質上之差異。(12%)
2.請簡要說明以Czochralski technique 生產單晶材料(或元件)之方法。(10%)
3.針對凝固之成分偏析現象，試說明巨觀偏析(macro segregation)&微觀偏析(micro
segregation)之形成機制？(12%)
4.(a)何謂合金之Thixotropy特性(流變性或流動減黏性)？(5%)
(b)試說明流變鑄造法(Rheocasting process)之製程。(5%)
5.對於A-10%B合金而言，請依據下面平衡相圖，計算剛凝固後之初晶α相及共晶β相之
比率分別為何？當該合金冷卻至室溫時，全部之α相比率為何？(12%)
__ ＿
Τ｜﹨ ＼ L ／ ∕ ｜
｜ ﹨ ＼ ／ ∕ ｜
｜ ﹨ ＼ ／ ∕ ｜
｜ ﹨ ＼ ／ ∕ β ｜
｜α ﹨＿＿_＼／＿_＿∕ ｜
｜ ∕6 60 90 ｜
｜ ∕ ﹨ ｜
｜ ∕ ﹨ ｜
｜ ∕ ﹨ ｜
｜∕＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿_﹨＿｜
A 2 %B→ 95 B
6.對一Al-2%Cu合金而言(Al-Cu資料：Csm=5.65%Cu, Ce=33%Cu, Tl(Al)=660*C,
Te=548*C)，當此合金依下列不同條件進行凝固時，試解答下列問題：
(1)在下列凝固條件下：(i)合金元素(Cu)在固相中完全不擴散，(ii)合金元素(Cu)在
液相中完全擴散，(iii)凝固介面為平衡狀態。試計算：
(a)當凝固界面溫度達到Ts(固相溫度)時，有多少比率之熔液存在？
(b)當完全凝固時，共晶成分區域所佔之比率為何？
(12%)
(2)在下列凝固條件下：(i)合金元素(Cu)在固相中完全不擴散，(ii)合金元素(Cu)在
液相中之擴散係數為Dl=5*10^-5 cm^2/s，(iii)凝固速度為R=8*10^-3 cm/s，
(iv)凝固介面為平衡狀態。試詳細繪出：
(a)凝固達50%時，合金元素(Cu)之成分分布曲線(包含相圖及液相部分)。
(b)完全凝固後，合金元素(Cu)之成分分布曲線。
(c)凝固在steady state 階段時，若欲維持平面之凝固界面，則凝固界面處之臨界
液相溫度梯度(G)應如何？
(24%)
(3)如果凝固是在強烈攪拌之條件下進行，使得δ=0.01cm，試計算共晶成分區域所占
比率為何？ (8%)
Reference equations:
(1)Cs*=k Co (1-fs)^(k-1)
(2)Cl*=Co [1+(1-k)/k*e^-(kR/Dl)x']
(3)Cs*=Co [1-(1-k)*e^-(kR/Dl)x']
(4)Cs*=k'Co(1-fs)^(k'-1)
(5)k'=k/[k+(1-k)e^-(Rδ/Dl)]
最後祝天下有情人1111快樂 T_T;
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