课程名称︰制造原理
课程性质︰选修
课程教师︰潘永宁、廖运炫 合开
开课学院：工学院
开课系所︰机械系
考试日期（年月日）︰2015/11/11
考试时限（分钟）：120min
试题 :
1.请简要说明Ohno连续铸造法之原、装置及方法，并比较已Ohno连续制造法以及传统
铸造得到之铸锭于显微组职及性质上之差异。(12%)
2.请简要说明以Czochralski technique 生产单晶材料(或元件)之方法。(10%)
3.针对凝固之成分偏析现象，试说明巨观偏析(macro segregation)&微观偏析(micro
segregation)之形成机制？(12%)
4.(a)何谓合金之Thixotropy特性(流变性或流动减黏性)？(5%)
(b)试说明流变铸造法(Rheocasting process)之制程。(5%)
5.对于A-10%B合金而言，请依据下面平衡相图，计算刚凝固后之初晶α相及共晶β相之
比率分别为何？当该合金冷却至室温时，全部之α相比率为何？(12%)
__ ＿
Τ｜﹨ ＼ L ／ ∕ ｜
｜ ﹨ ＼ ／ ∕ ｜
｜ ﹨ ＼ ／ ∕ ｜
｜ ﹨ ＼ ／ ∕ β ｜
｜α ﹨＿＿_＼／＿_＿∕ ｜
｜ ∕6 60 90 ｜
｜ ∕ ﹨ ｜
｜ ∕ ﹨ ｜
｜ ∕ ﹨ ｜
｜∕＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿_﹨＿｜
A 2 %B→ 95 B
6.对一Al-2%Cu合金而言(Al-Cu资料：Csm=5.65%Cu, Ce=33%Cu, Tl(Al)=660*C,
Te=548*C)，当此合金依下列不同条件进行凝固时，试解答下列问题：
(1)在下列凝固条件下：(i)合金元素(Cu)在固相中完全不扩散，(ii)合金元素(Cu)在
液相中完全扩散，(iii)凝固接口为平衡状态。试计算：
(a)当凝固界面温度达到Ts(固相温度)时，有多少比率之熔液存在？
(b)当完全凝固时，共晶成分区域所占之比率为何？
(12%)
(2)在下列凝固条件下：(i)合金元素(Cu)在固相中完全不扩散，(ii)合金元素(Cu)在
液相中之扩散系数为Dl=5*10^-5 cm^2/s，(iii)凝固速度为R=8*10^-3 cm/s，
(iv)凝固接口为平衡状态。试详细绘出：
(a)凝固达50%时，合金元素(Cu)之成分分布曲线(包含相图及液相部分)。
(b)完全凝固后，合金元素(Cu)之成分分布曲线。
(c)凝固在steady state 阶段时，若欲维持平面之凝固界面，则凝固界面处之临界
液相温度梯度(G)应如何？
(24%)
(3)如果凝固是在强烈搅拌之条件下进行，使得δ=0.01cm，试计算共晶成分区域所占
比率为何？ (8%)
Reference equations:
(1)Cs*=k Co (1-fs)^(k-1)
(2)Cl*=Co [1+(1-k)/k*e^-(kR/Dl)x']
(3)Cs*=Co [1-(1-k)*e^-(kR/Dl)x']
(4)Cs*=k'Co(1-fs)^(k'-1)
(5)k'=k/[k+(1-k)e^-(Rδ/Dl)]
最后祝天下有情人1111快乐 T_T;