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109年公務人員高等考試三級考試試題
類 科
：
材料工程
科 目
：
材料性質
考試時間
：
2
小時
座號
：
※注意：禁止使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
代號：
36670
頁次：
2
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1
一、下列為霍爾
—
培基方程式（Hall-Petch equation）：
1/2
0y y
k d
式中，
y
為多晶金屬之降伏強度，
0
與
y
k
為因材料而異之常數，
d
為平
均晶粒直徑。請回答下列問題：
試說明此方程式所描述之現象。（5分）
對此方程式所描述之現象，解釋之。（8分）
此方程式僅適用於一般晶粒大小之多晶金屬材料，譬如：不適用於晶粒
非常細小（如小至奈米級）之多晶金屬材料，請說明原因。（8分）
根據此方程式，如何增強多晶金屬之機械強度？（3分）
在多晶金屬材料製程中，有那些操作變因會影響晶粒之大小？如何使
晶粒細小？（8分）
二、有關矽晶半導體材料，請回答下列問題：
矽晶本質半導體（Intrinsic Semiconductor）的電荷載體濃度在室溫時甚
低，但溫度上升至約400 K以上時，電荷載體濃度隨溫度變化極大，請
說明原因。（8分）
何謂n型外質半導體（n-TypeExtrinsicSemiconductor）與P型外質半導體？
（8分）
n型外質半導體與P型外質半導體在極低的溫度下（如＜200 K）就有相當
高的電荷載體濃度且隨溫度上升而增大，但在相當大的溫度範圍內（如
200～400 K），其電荷載體濃度幾乎不變，當溫度再升高時（如＞400 K），
其電荷載體濃度又隨溫度變化極大，請說明原因。（24分）
三、不鏽鋼罐內面鍍上一層錫是一種常用以盛裝食品之金屬罐，此種金屬罐，
可防止不鏽鋼主體之腐蝕，請回答下列問題：
此種防制腐蝕之方法名稱為何？並說明此防制腐蝕之機制。（9分）
在伽凡尼序列中（The Galvanic Series）不鏽鋼較錫活潑，說明為何能達
到此一腐蝕防制之效果。（10分）
代號：
36670
頁次：
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四、有關高分子材料在液體中之劣化，請回答下列問題：
主要之劣化形式有那些？請說明之。（4分）
交鏈或結晶程度高之高分子材料較不易劣化，請說明原因。（5分）