第十三章材料的種類與應用.pdf

第十三章材料的種類與應用 掃描式電子顯微鏡照片 顯示一種玻璃-陶瓷材 料的顯微組織，其中細 長狀葉片組織使得此材 料具有非常優良的強度 與韌性。X 65,000(照片 由 L R. Pinckney and G. J Fine of Corning Incorporated 提供 )。 第十三章 材料的種類與應用 1 本 章 章 節 ? 13.1 簡介 ? 13.11 鑽石與石墨 ? 13.2 鐵屬合金 ? 13.12 塑膠 ? 13.3 非鐵合金 ? 13.13 彈性體 ? 13.4 玻璃 ? 13.14 纖維 ? 13.5 玻璃－陶瓷 ? 13.15 各種應用例 ? 13.6 黏土製品 ? 13.16 先進高分子材料 ? 13.7 耐火材料 ? 13.8 磨料 ? 13.9 水泥 ? 13.10 先進陶瓷 第十三章 材料的種類與應用 2 為什麼要研習材料的種類與應用？ 工程人員經常需要選擇適當的材料，因此必須熟悉各種不 同材料的特性，也必須使用擁有大量材料性質的資料庫。 第十三章 材料的種類與應用 3 13.1 簡 介 （Introduction ） ? 在許多場合中，工程師必須針對不同的用途選用適當的材 料。 ? 因此，負責選擇材料的人員，必須熟悉可供選用材料的資 訊。本章將對各種金屬合金、陶瓷、高分子材料之性質與 限制，作全面性的介紹。 第十三章 材料的種類與應用 4 金屬合金的種類 （Types of Metal Alloys ） ? 金屬合金以成份區分成兩大類：鐵屬合金與非鐵屬合金。 ? 以鐵為主要成份的鐵屬合金包括鋼及鑄鐵。本章先討論鐵 合金特性，隨後再說明非鐵屬合金。 第十三章 材料的種類與應用 5 13.2 鐵屬合金 （Ferrous Alloys ） 鐵屬合金（ferrous alloys ） ? 以鐵為主要成份，產量居所有合金之冠，與建築材料一樣 重要。 ? 鐵屬合金用途廣泛的原因包括： （1）在地殼內蘊藏豐富的含鐵化合物， （2）鐵與鋼的提煉、精煉、合金化等製程皆十分經濟， （3）鐵屬合金種類多，具有廣泛的機械及物理性質。 ? 本節將討論多種鋼與鑄鐵的成份、顯微組織及性質。圖 13.1 顯示各種鐵屬合金的分類。 第十三章 材料的種類與應用 6 13.2 鐵屬合金 （Ferrous Alloys ） 鋼 ( Steels ) ? 鋼為鐵－碳合金，並可能包含多種其他種類的合金元素； 不同的化學成份或熱處理程序，使得此種合金種類多達數 千種。 ? 鋼的機械性質受碳含量影響甚鉅，其含量通常皆在 1.0 wt% 以下。 ? 一般鋼材以碳含量多寡而分為低、中、高碳鋼，更可進一 步以其他合金元素來區分。普通碳鋼（plain carbonsteels ） 中除了碳與錳之外，只有殘留不純物合金鋼（alloy steels ） 則另外加入特定的合金元素。 第十三章