高考-牙體技術師牙體技術學(一)(包括口腔解剖生理學、牙體形態學及牙科材料學科目)112 年第 39 題單選題
金合金組成與添加元素中,下列何者可能會造成機械性質降低?
A正確答案
鋅在金合金中主要作為脫氧劑與熔點調節劑,過量會使機械性質下降;銅、鉑、銥皆能強化合金。
為什麼答案是 A
鋅 (Zn) 主要作用是脫氧劑,防止鑄造時氧化,並降低熔點便於操作。但鋅含量過高會使合金變脆、延展性下降,造成機械性質降低。
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完整詳解
Pro · 無限重點 鋅在金合金中主要作為脫氧劑與熔點調節劑,過量會使機械性質下降;銅、鉑、銥皆能強化合金。
記口訣:鋅=脫氧犧牲打,其他=強化鐵三角(銅硬化、鉑鈀高熔點、銥細化晶粒)。
逐選項分析
A✓ 正確
鋅 (Zn) 主要作用是脫氧劑,防止鑄造時氧化,並降低熔點便於操作。但鋅含量過高會使合金變脆、延展性下降,造成機械性質降低。
B✕ 陷阱
銅 (Cu) 是金合金主要硬化元素,與金形成固溶體並可產生時效硬化 (Au-Cu 有序化),顯著提升硬度、強度與彈性,是強化機械性質的關鍵。
C✕
鉑 (Pt) 提高合金熔點、耐蝕性與彈性模數,並強化機械性質,是高貴金屬合金的重要成分,不會造成機械性質降低。
D✕
銥 (Ir) 作為晶粒細化劑 (grain refiner),僅需極微量 (< 0.005%) 即可使鑄件晶粒細緻,提升強度與延展性,對機械性質有正面效果。
金合金添加元素功能對照
| 元素 | 主要功能 | 對機械性質影響 | 備註 |
|---|
| 鋅 Zn | 脫氧劑、降熔點 | 過量會降低 | 犧牲自己保護金 |
| 銅 Cu | 固溶強化、時效硬化 | 顯著提升 | Au-Cu 有序化 |
| 鉑 Pt | 提高熔點、耐蝕 | 提升 | 瓷金合金常用 |
| 鈀 Pd | 提高熔點、白色化 | 提升 | 取代部分鉑 |
| 銀 Ag | 平衡銅的顏色 | 中性 | 過多易腐蝕 |
| 銥 Ir/釕 Ru | 晶粒細化 | 提升 | 微量 < 0.005% |
金合金添加元素功能要分兩類:結構性強化(銅、鉑、銥)與製程輔助(鋅)。鋅的定位是脫氧劑與熔點調節劑,在熔鑄時清除氧化物防止孔洞,但本身不參與晶格強化,配比超過1%反而稀釋主結構導致機械性質下降。判斷關鍵在「添加後是否持續提升強度」——能強化的元素加越多越硬,功能性添加劑則有最適濃度上限,過量轉為負面效應。牙科鑄造題最常拿這種「必要但有害」的雙面角色當陷阱,別看到金屬添加就直覺選強化。
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