材料工程研究所Graduate Institute of Material Engineering

1材料工程研究所GraduateInstituteofMaterialEngineering課程代號科目名稱(中文)學分科目名稱(英文)頁次CourseCourse(Chinese)CrediteCourse(English)PageNumber一、專業選修科目ElectiveCourses406001物理冶金3PhysicalMetallurgy406002材料機械性質3MechanicalMetallurgy406003冶金熱力學3MetallurgicalThermodynamics406004擴散學3TheTheoryofDiffusion406005晶體學3Theoryofcrystallography406006相變化3PhaseTransformation406007差排理論3TheTheoryofDislocation406008電子顯微鏡學3ElectronMicroscope406009表面分析技術3SurfaceAnalysisTechniquesandApplication406010X光繞射學3X-RayDiffraction406011薄膜製程與應用3ThinFilmsTechnologyandApplication406012高分子材料3PolymerScienceandEngineering2材料工程研究所GraduateInstituteofMaterialEngineering選修科目ElectiveCourses406001物理冶金３選待定本課程主要以物理、化學、熱力學、動力學等為基礎，針對結晶組織之固體材料，(包括金屬、陶瓷、複合材料等)，討論其基本冶金特性，如:化學成份、微觀組織、結晶組織缺陷，材料受力之變形行為，擴散理論，相及相圖，相變態，疲勞、潛變，金屬之強化機構，製程中相變態之熱力與動力學理論、及機械強度性能等，金屬的腐蝕及防蝕原理、鋼鐵之熱處理原理及應用，以及材料結構與成份之分法，如：X光繞射原理，Laue照相法，粉末照相法，繞射儀法，電子顯微鏡分析技術，作一綜合而有系統之探討。【內容綱要】:1.金屬結構與結晶體2.塑性變形3.金屬磨耗4.合金鋼5.相圖6.凝固406001PhysicalMetallurgy３SIntroductiontothefollowingtopics:quantitativemetallography;compositionalandstructuralanalysis;structureofmetals;mechanicalproperties;grainboundaryandvacancies;solidsolutionandphasediagram;diffusion;plasticdeformationandannealing;heattreatmentofmetalsanditsapplication,focusingonsteelanditsalloys;strengtheningmechanism.【Subject】:1.MetalStructureandCrystallization2.PlasticDeformation3.WearofMetal4.ToolSteels5.PhaseDiagrams6.Solidification.3406002材料機械性質３S材料機械性質是一門探討金屬在承受應力下所表現的行為及反應的專業知識領域.本門課分為三大部分:第一部分,機械基礎,討論數學架構及應力應變關係;第二部分,冶金基礎,從結構觀點討論塑性變形及破壞;第三部分,機械性質測試,以工程觀點對材料在機械性質測試後之破壞進行探討.本門課適合大四或第一年的研究生,而且希望能成為他們未來研究的基礎.406002MechanicalMetallurgy３SMechanicalmetallurgyistheareaofknowledgewhichdealswiththebehaviorandresponseofmetalstoappliedforces.Thiscoursewillbedividedintofourparts.PartOne,MechanicalFundamentals,presentsthemathematicalframeworkandstress-strainrelationshipsformanyofthechapterswillfollow.PartsTwo,MetallurgicalFundamentals,dealswiththestructuralaspectsofplasticdeformationandfracture.PartThree,ApplicationtoMaterialsTesting,dealswiththeengineeringaspectsofthecommontestingtechniquesofmechanicalfailureofmetals.Thiscourseissuitablefortheseniororfirst-yeargraduatestudentsandisexpectedtobecomeabasisoftheiradvancestudyinthefuture.406003冶金熱力學３選待定本課程主要討論材料之熱力學性質，以統計力學及熱力學定律探討元素、溶體、化合物之化學能量，異質固溶體、汽相－凝相間之平衡濃度、平衡壓力，反應與系統變化之能量評估及控制與冶金程序及現象有關的熱力學基本原理、平衡的條件、溶液的觀念、反應與相平衡的熱力學特性、熱力學分析在冶金上的應用。【內容綱要】1.熱力學之反應介紹2.冶金過程之化學平衡介紹3.相穩定與平衡之介紹4.混合相之介紹5.熱力學平衡圖介紹406003MetallurgicalThermodynamics３SThemainpurposesofthiscoursearetointroducethefirstlawofthermodynamics,internalenergy,heatandwork,heatcapacities,enthalpyandapplicationstomaterialsprocessing,thesecondlawofthermodynamics,heatengines,Carnotcycle,entropyconcept,thethirdlawofthermodynamics,auxiliarythermodynamicfunctions,GibbsandHelmholtzenergies,Maxwellrelations,equilibrium,reactionequilibriaingasmixtures.4【Subject】1.Reactionthermodynamics2.Heterogenicchemicalequilibriuminthemetallurgicalprocesses3.Phaseequilibriumandstability4.Thermodynamicsofsolutionsandmixedphases5.Thermodynamicequilibriumdiagrams406004擴散學３選待定擴散之數學模式與工程應用，就原子理論與非可逆熱力學、探討擴散之機構反應速率，驅動力與相關之效應、擴散方程式，擴散之原子理論，純金屬內雜質之擴散濃度梯度之影響，非金屬之擴散，缺陷化學，非金屬導電性質。並就二元多元、多相、系統作系統分析之敘述，另外亦討論與相界表面，並排等有關之擴散問題。【內容綱要】1.擴散方程式2.移動邊界3.擴散與化學反應406004TheTheoryofDiffusion３SThemainpurposesofthiscoursearetointroducethedescriptionofdiffusionprocessesintermsofsolutionsofthedifferentialequationfordiffusion.ThereareincludingDiffusionequations,Thetheoryofdiffusion.【Subject】1.Thediffusionequation2.MovingBoundaries3.Diffusionandchemicalreaction406005晶體學３選待定介紹固態材料的晶體結構，並以向量和矩陣的方法來探討多晶材料(Polycrstalline)晶體與晶體之間的方位關係：加工變形(deformation)和變相態(phasetransformation)後的晶體關係，以及晶體之間的界面。課程內容:1.結晶格子及結晶系統2.立體投影3.晶體對稱性及內部結構54.結晶格子在繞射的應用5.向量與矩陣之應用於晶體幾何形狀6.方位關係7.滑動、雙晶變形及其他不可變平面之應變關係406005TheTheoryofCrystallography３SThesubjectcontainsanaccountofbasiccrystallographyandofstructuralimperfectionincrystals.Onereasonfortreatingthesetwosubjectstogetheristhatthestudyofthefirstisnecessaryforaproperappreciationofthesecond.1.Crystallatticesandcrystalsystems2.Stereographicprojection3.Crystalsymmetryandinternal4.ApplicationofreciprocallatticeinthediffractionofX-raysandElectrons5.Vectorandmatrixmethodsforgeometryofcrystals.6.Orientationrelationships7.Slip,twinningandinvariantplanestrains406006相變化３選待定本課程討論材料相變化之基本原理與機構、擴散的原子機構滲性相變化、同質結核、核成長、異質結核、界面性質、微觀結構、凝固、析出、非滲性相變化等，及更深入討論相變化程序，包括凝固、晶體成長、析出、共析系統、再結晶體及晶粒成長、有序排列、非有序排列等相變化基礎現象；強調利用熱力學，介面結構及動力學方法探討相變化之行為及其導致形態。【內容綱要】:1.單一成分系統介紹2.固溶基底介紹3.介面自由能介紹4.金屬成核5.合金之均質化處理406006PhaseTransformation３SThemainpurposesofthiscoursearetointroducethephasetransformationsforfinalyearstudentsspecializingmetallurgy,materialscienceorengineeringmaterials,thereareincludingthermodynamics,kinetics,diffusiontheoryandthestructureandpropertiesofinterface.【Subject】:1.SingleComponentSystems62.BinarySolutions3.InterfacialFreeEnergy4.NucleationinpureMetals5.AlloySolidification406007差排理論３選待定差排是晶體材料之重要的缺陷，對材料性質有重大的影響。舉凡對金屬材料之機械性質，半導體材料之電磁性質均有決定性的作用。差排與空孔(vacancy)及疊差(stackingfault)往往有密切的關係，尤其是金屬或半導體材料在退火階段，表現十分顯著。本課程內容摘要如下：1.差排觀測2.差排彈性變形特性3.差排移動4.面心結構之差