105年 專技高考 冶金工程技師｜歷屆考題全文（機器抽取）
105年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第二次食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試冶金工程技師類科歷屆試題，含冶金熱力學、物理冶金學、金屬加工學（包括鑄、鍛、銲與熱處理）等 6 科。
共 6 份考卷｜資料來源：依政府資料開放授權條款（OGDL）第 1 版利用，資料集：考選部歷屆試題（data.gov.tw dataset 170565），105 年。
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冶金熱力學
下載：題目
官方不公布申論答案
105 年專門職業及技術人員高等考試建築師、
技師、第二次食品技師考試暨普通 考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號： 02110 全一頁
等 別：
高等考試
類 科：
冶金工程技師
科 目：
冶金熱力學
考試時間 ：
2 小時
※注意：
可以使用電子計算器。
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。
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一、請試繪水的 P-T 關係圖，標示三相點（ triple point ）以及臨界點（ critical point ）位置， 並詳述在臨界點呈現的物理特性。 （ 20 分）
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二、請敘述熱力學第三定律，並以玻璃材料為例子說明其是否可能達到熱力學第三定律 敘述的狀態，為什麼？（ 20 分）
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三、 SiC 的恆壓摩爾熱容量（ constant pressure molar heat capacity ）如下式：
請計算一摩爾 SiC 溫度從 25 ℃升高到 1000 ℃的焓（ enthalpy ）以及熵（ entropy ）的 變化量。 （ 20 分）
四、請證明一溶液的成分 i 具有下述關係式： （ 20 分）
- 五、兩溶液 m 和 q 都是由元素 A 和 B 所組成，在某一溫度與壓力條件之下， m 和 q 處於 平衡狀態，請證明在此平衡狀態下，元素 A 在 m 和 q 溶液中的活性 a(activity) 相同， 亦即 aA(in solution m) = aA(in solution q) 。 （ 20 分）
（請接背面）
座號：
物理冶金學
下載：題目
官方不公布申論答案
105 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 技師、第二次食品技師考試暨普通 考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號： 02120 全一張 （正面）
等 別：
高等考試
類 科：
冶金工程技師
科 目：
物理冶金學
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。
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一、有三塊純銅塊，分別為 (A) 單晶（ single crystal ） 、 (B) 晶粒平均大小 10 微米（ μ m ） 、 (C) 晶粒平均大小 10 奈米（ nm ） ，試比較： （每小題 5 分，共 20 分）
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三塊純銅塊 x射線繞射圖譜（ x-ray diffraction pattern ）的差異。
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三塊純銅塊的硬度差異。
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三塊純銅塊的美國試驗材料學會（ ASTM ）晶粒號數（ grain-size number ）大小的 差異。
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三塊純銅塊中銅原子擴散速率大小的差異。
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二、試畫一刃狀差排 （ edge dislocation ） 的示意圖，並在其上標示差排線 （ dislocation line ） 、 布格迴圈（ Burgers circuit ）與布格向量（ Burgers vector ） 。 （ 10 分）
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三、試分別回答下列問題： （每小題 5 分，共 10 分）
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溫度對空位（ vacancy ）平衡濃度大小的影響，並說明其原因。
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溫度對固溶體（ solid solution ）中溶質（ solute ）固溶度（ solubility ）大小的影響， 並說明其原因。
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四、針對熔融合金的凝固過程，試說明冷卻速率（ cooling rate ）大小對：
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（每小題 5 分，共 10 分）
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溶質成分偏析（ segregation ）程度的影響。
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凝固合金後續進行均質化（ homogenization ）處理，所需溫度與時間的影響。
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五、有關於差排和塑性變形： （每小題 5 分，共 10 分）
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為什麼在常溫時單晶鋅的拉伸應力 -應變曲線（ stress-strain curve ）和拉伸軸相對於 單晶鋅的方位息息相關？（提示：鋅是屬於六方最密堆積結構）
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相較於銅，為什麼鐵會有較明顯的韌脆轉換現象（ ductile to brittle transition ）？（提 示：銅與鐵分別屬於面心立方結構與體心立方結構）
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六、將一低碳鋼拉伸試棒進行拉伸試驗到伸長量 5% 後，接著將應力釋放到零。如果將此 試棒在室溫放置 1 小時後或放置 1 天後，再度進行拉伸試驗，試問放置時間是否影 響此試棒的降服強度？為什麼？（ 10 分）
105 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 技師、第二次食品技師考試暨普通 代號： 02120 全一張
考試不動產經紀人、記帳士考試試題
等 別：
高等考試
類 科：
冶金工程技師
科 目：
物理冶金學
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七、下圖是接近純鐵端的 Fe-Fe3C 平衡相圖，有一含碳量 0.6% （重量百分比）的碳鋼經 沃斯田鐵化後： （每小題 5 分，共 20 分）
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緩慢冷卻至室溫，試寫出此碳鋼的組成相。
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以水淬冷卻至室溫，試寫出此碳鋼的組成相。
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以水淬冷卻至室溫，其組成相是否存在於平衡相圖中？為什麼？
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以水淬冷卻至室溫，試寫出此碳鋼的機械性質特徵。
Weight percent carbon
（重量百分比）
Temperature
℃
Fe3C
A
e 1
Fe
(
α
Fe)
Ferrite
A
e 3
γ
-Austenite
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八、有關劈裂（ cleavage ）和延性（ ductile ）破壞： （每小題 5 分，共 10 分）
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試說明多軸應力（ multiaxial state of the stress ）如何影響劈裂和延性破壞的發生。
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為什麼夾雜物（ inclusion ）會同時導致劈裂和延性破壞的發生？
（背面）
金屬加工學（包括鑄、鍛、銲與熱處理）
下載：題目
官方不公布申論答案
105 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 技師、第二次食品技師考試暨普通 全一頁
考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號： 02130
等 別：
高等考試
類 科：
冶金工程技師
科 目：
金屬加工學（包括鑄、鍛、銲與熱處理）
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。
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一、請說明液相燒結原理並舉例。 （ 20 分）
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二、 請說明金屬粉末射出成形製程。 （ 10 分）
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在此製程中，黏結劑添加之目的為何？又於添加後須以何種方式將其去除及去除 時須注意之事項。 （ 10 分）
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三、請說明熱室（ Hot chamber ）壓鑄與冷室（ Cold chamber ）壓鑄製造法。 （ 20 分）
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四、請說明珠擊法（ Shot peening ）及為何此法可以改善金屬材料抗疲勞性。 （ 20 分）
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五、請說明離子氮化（ Ion nitriding ）處理之原理及其與傳統氣體滲氮處理比較有何優缺 點。 （ 20 分）
（請接背面）
材料分析技術
下載：題目
官方不公布申論答案
105 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 技師、第二次食品技師考試暨普通 全一頁
考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號： 02140
等 別：
高等考試
類 科：
冶金工程技師
科 目：
材料分析技術
考試時間 ：
2 小時
※注意：
可以使用電子計算器。
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。
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一、請說明為何 X 光光電子能譜圖（ X-ray photoelectron spectroscopy ， XPS ）可用來解析 元素之化學態。 （ 10 分）請比較 Mg 與 Mg 2+ ，何者會有較高能量之電子？（ 10 分）
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二、 NaCl 屬面心立方晶系，請先推導出 NaCl 之結構因子（ Structure factor ） 。 （ 10 分）並 說明不同米勒指數（ Miller index ）下，有無任何繞射消失條件。 （ 10 分）
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三、請說明原子力顯微鏡（ Atomic force microscope ， AFM ）之操作原理。 （ 10 分）請說 明原子力顯微鏡在掃描樣品時的主要三種操作模式，並比較其優缺點。 （ 10 分）
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四、請說明動態機械分析儀（ Dynamic mechanical analyzer ， DMA ）之操作原理。（ 10 分） 若樣品經動態機械分析儀量得損耗因數 tan δ的峰值為 70 ℃，請說明該樣品在室溫 25 ℃之機械特性。 （ 10 分）
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五、請說明二次電子影像 （ Secondary electron images ， SEI ） 與反射電子影像 （ Backscattered electron images ， BEI ） ，並比較其優缺點。 （ 20 分）
（請接背面）
座號：
材料科學
下載：題目
官方不公布申論答案
技師、第二次食品技師考試暨普通 代號： 02150 全一頁
105 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 考試不動產經紀人、記帳士考試試題
等 別：
高等考試
類 科：
冶金工程技師
科 目：
材料科學
考試時間 ：
2 小時
※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。
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一、 何謂材料韌性（ Toughness ）？（ 10 分）
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有 3 種方法可以衡量材料的韌性：衝擊試驗、破壞力學量測、靜態低應變速率拉伸 試驗，試說明此 3 種評估材料韌性的方法。 （ 20 分）
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二、 說明材料降伏強度與晶粒尺寸的關係。 （ 10 分）
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此關係在那些情況不成立？（ 10 分）
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三、電子產業所使用銲錫材料絕大部分都是共晶合金組成，為什麼？（ 10 分）
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四、 何謂柯肯達（ Kirkendall ）效應？（ 10 分）
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此效應對材料機械性質與電性有何影響？（ 10 分）
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五、 說明晶體結構材料內部存在的第 0 維、第 1 維、第 2 維及第 3 維結晶缺陷。 （ 10 分） 這些結晶缺陷分別在材料科學與工程所扮演的角色為何？（ 10 分）
（請接背面）
座號：
鋼鐵冶金學
下載：題目
官方不公布申論答案
105 年專門職業及技術人員高等考試建築師、
技師、第二次食品技師考試暨普通 考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號： 02160 全一頁
等 別：
高等考試
類 科：
冶金工程技師
科 目：
鋼鐵冶金學
考試時間 ：
2 小時
※注意：
可以使用電子計算器。
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。
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一、某鑄鋼廠用相同的冷卻條件，連續鑄造全靜低碳鋼（ Killed low carbon steel ）時，在 此鋼材中取試片，做延伸率測試，並且從鑄鋼的延伸率與其發生頻率次數所做的 Weibull 可靠度分析（ Weibull probability plot analysis ） ，發現其可靠度很差。請分別 回答下列問題：
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請問在掃描式電子顯微鏡（ SEM ）下做鑄鋼試片之斷面分析，可以發現什麼鑄造 缺陷？此缺陷成分結構為何？（ 5 分）
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分別應用自由能與溫度圖（ Δ G-T ）和鑄造過程，說明可能產生的鑄造缺陷之成分 以及形成的原因。 （ 10 分）
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如何解決此鑄造缺陷？並說明工業上已有的方法。 （ 5 分）
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二、鋼水在二次精煉的目的和設備特點為何？（ 10 分）鋼水在盛桶二次精煉時，希望在 爐渣中還原錳並同時可以除碳，可以用何種方法？請用范托夫等溫方程式 （ van't Hoff isotherm equation ）說明。 （ 10 分）
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三、轉爐煉鋼時所使用的德國轉子式（ German rotor process ）轉爐的特性及缺點為何？ （ 10 分）說明在轉爐煉鋼時脫硫及脫磷的方法及步驟。 （ 10 分）
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四、說明高爐煉鐵時常使用噴入高爐風口（ Tuyeres ）霧化的油和水，其目的為何？（ 10 分） 為何入風前需要預熱和空氣加氧？（ 10 分）
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五、鐵水在絕對溫度 1650 K 時，添加鎂金屬時其與鐵水中的氧化矽 (SiO2) 會有下列熱化 學反應：
SiO2 (s,l)+2Mg(g) → [Si] 鐵水 + 2MgO(s) 反應式 (1)
已知氧化鎂 (MgO) 與氧化矽 (SiO2) 分別的氧的解離分壓（ Dissociation pressure ）與解離 溫度 (TD) 之間的關係如下表
求反應式 (1) 之標準反應焓 ( Δ H θ ) 以及在 1650 K 時的平衡常數 (C) ？ ( 註： R = 8.314 J K -1 mol -1 ) （ 20 分）
（請接背面）
座號：
| 解離分壓 P O2 (atm) | 氧化鎂 (T D , K) | 氧化矽 (T D , K) |
|---|---|---|
| 10 - 14 | 2161 | 2050 |
| 10 - 18 | 1942 | 1747 |