專技高考-牙醫師(一)牙醫學(二)(包括口腔病理學、牙科材料學、口腔微生物學、牙科藥理學等科目及其臨床相關知識)111 年第 41 題單選題
下列何者無法造成鑄造金屬的強化?
A加入微量的鐵在金-鉑(gold-platinum)合金中形成FePt3析出物
B純金中添加不同的元素形成金合金
C金合金中添加不同元素使晶粒變大正確答案
DType III或Type IV金合金進行時效熱處理
C正確答案
晶粒「變大」會降低強度,晶粒細化(變小)才能強化金屬,故C無法造成強化。
為什麼答案是 C
依Hall-Petch關係,晶粒越「小」強度越高(晶界阻礙差排)。晶粒「變大」反而降低強度與硬度,因此無法造成強化,為本題正解。
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完整詳解
Pro · 無限重點 晶粒「變大」會降低強度,晶粒細化(變小)才能強化金屬,故C無法造成強化。
記住「晶粒越小越強」(Hall-Petch效應),題目說變大就是錯的選項。
逐選項分析
A✕
金-鉑合金加入微量鐵形成FePt3有序化析出物,屬於析出強化(precipitation hardening)機制,可有效提升合金強度與硬度,確實能造成強化。
B✕
純金質軟,添加銅、銀等不同元素形成固溶體合金,產生固溶強化(solid solution strengthening),使原子排列產生晶格扭曲阻礙差排移動,提升強度。
C✓ 正確
依Hall-Petch關係,晶粒越「小」強度越高(晶界阻礙差排)。晶粒「變大」反而降低強度與硬度,因此無法造成強化,為本題正解。
D✕
Type III、Type IV高金量金合金可進行時效熱處理(age hardening),透過有序相或析出形成,顯著提升硬度與強度,是牙科鑄造合金常用的強化手段。
鑄造金屬常見強化機制
| 機制 | 原理 | 對強度影響 | 選項 |
|---|
| 析出強化 | 第二相析出物阻礙差排 | ↑強化 | A |
| 固溶強化 | 溶質原子造成晶格扭曲 | ↑強化 | B |
| 晶粒細化 | 晶粒變小、晶界增多 | ↑強化 | C反向 |
| 時效硬化 | 熱處理形成有序相/析出 | ↑強化 | D |
本題以晶粒大小作陷阱。正確強化是晶粒「細化(變小)」,依Hall-Petch效應晶界增多可阻礙差排移動而提升強度。選項C寫成晶粒「變大」是反向操作,反而軟化,考生若誤把『改變晶粒』都當成強化就會選錯。
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