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8. CH6 科技與材料 - Coggle Diagram

- - - - 以鐵 (Fe) 為主的金屬材料（黑色金屬）
        
        鋼鐵：依碳含量由低到高分為低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼。高碳鋼可用於切削工具、鋼纜、彈簧等。
        
        不鏽鋼：由 71% 鐵、18% 鉻、8% 鎳與碳組成的合金。具備優異的彈性、耐腐蝕、耐高溫等特性，常用於眼鏡架、餐具、廚具、門窗、機車零件等。
        
        生鐵：鐵鍍錫形成「馬口鐵」（鍍錫鐵），常用作保存食品加工的罐裝容器。
        
        白鐵：鐵鍍鋅形成「白鐵」（鍍鋅鐵），隔絕空氣和水使鐵不易生鏽。
      - 非鐵金屬材料（有色金屬）
        
        青銅：銅與錫的合金，主要用於製造眼鏡架中的彈簧和鏡圈。
        
        黃銅：銅與鋅的合金，可用於汽車、彈簧、硬件和緊固件，也用於製造眼鏡架。
        
        白銅：銅與鎳的合金，廣泛用於造船、石油、化工、建築、電力、精密儀表、醫療器械等。
        
        貴金屬：常見如銠合金、鈀銀合金、黃金、鈀金等。
  - - - 熱塑性高分子化合物：加熱後立即軟化，可塑性成不同形狀，冷卻後固化，可反覆加工。
        
        聚乙烯 (PE)：質輕、透明、耐熱變形溫度低。常用於包裝袋、玩具、塑膠瓶、管材。
        
        聚丙烯 (PP)：密度低、耐熱、強度佳、抗化學性佳。常用於包裝袋、抽絲、編織袋、蓄電池、塑膠瓶。
        
        聚氯乙烯 (PVC)：機械強度佳、抗化學性、耐燃。常用於塑膠管、塑膠皮、壁布、玩具、鞋類。
        
        聚苯乙烯 (PS)：透明、硬但易碎、加工容易。常用於玩具、文具、燈罩、發泡泡殼。
        
        聚酰胺（尼龍，PA）：抗張強度、韌性、耐磨性、抗化學性、耐化學學性佳。常用於抽絲、漁網、齒輪、軸承、零件、衣著、刷毛。
        
        聚四氟乙烯（鐵氟龍，PTFE）：耐衝擊性佳、耐摩擦、耐熱、防水、耐化學性、電絕緣性佳。常用於軸承、電線、絕緣、防蝕、襯墊、膠帶等。
      - 熱固性高分子化合物：具少見的少架橋或許多架橋，加熱後立即可硬化，不再產生形變。溶解前可能燃燒分解。
        
        酚醛樹脂 (PF)：色略黃、質硬、電導性低、抗化學性佳。常用於電器零件、器皿把手、電視電話外殼、齒輪等。
        
        尿醛樹脂 (UF)：白色、質硬、折曲強度佳、電絕緣性佳、耐磨。常用於桌面材料、碗盤、筷子、電器、裝飾品及照明材料等。
        
        環氧樹脂 (EP)：耐溫、耐候性佳、耐化學性及絕緣性佳。常用於高級塗料、接著劑、高強度材料及零件等。
        
        聚胺基甲酸脂 (PU)：耐撕裂、耐磨性、耐化學性及電絕緣性佳。常用於泡棉、人造皮、鞋底、塗覆材料、坐墊、玩具等。
  - - - 傳統陶瓷：基本原料有黏土、石英和長石三種。長石主要包含鉀長石、鈉長石、鈣長石。
      - 工程陶瓷：如氧化矽 (SiO2)、氧化鋁 (Al2O3)、碳化矽 (SiC) 和氮化矽 (Si3N4) 等。常用於耐火材料，如鑄造、爐襯等工程陶瓷，具特殊生理功能的則為生物陶瓷。
  - - - 強化塑膠材料 (FRP)：纖維強化塑膠為產業最常使用的複合材料，主要有三類：玻璃纖維用於骨釘和牙丁等，聚醯胺纖維用於強化塑膠材料，纖維碳纖維應用最廣泛、也最經濟的強化纖維，應用在運動器具、印刷電路板、汽車外殼等。
      - 人造纖維：如醯胺纖維（芳綸）是一種高性能合成纖維，耐熱與耐強悍，應用在襯子、內衣、運動衫、雨衣、漁網、纜繩、防彈背心、自行車輪胎等。
  - - - 半導體：電導性介於金屬與絕緣體之間的材料，一般是由 IVA 族元素組成，如矽 (Si)、鍺 (Ge) 等。通常會在其中滲入 III A 族元素（如硼 B、鎵 Ga）形成 p 型半導體，或滲入 VA 族元素（如磷 P、砷 As）形成 n 型半導體。
      - pn 結：當 p 型和 n 型半導體界面處之性質，常見有 pn 型、pnp 型、npn 型等，可用在家電的整流、pnp、npn 型則多用於微電流放大等。
      - 兩兆雙星：台灣自 2001 年推動計畫，希望產值各自達到一兆元，包含「半導體產業」和「面板產業」。
- - - - 蜜蜂：身體內存在一種磁性的奈米粒子，這粒子的具有羅盤的功能，作為蜜蜂飛行時的衛星導航系統。
      - 荷葉（自潔效應）：花出淤泥而不染，主要是荷葉表面具有微結構，加上至淤泥及水珠，只能在荷葉表面上滾動，不會沾附在荷葉上。前市面上已有應用於防污功能的大樓玻璃、室內外磁磚。
      - 大馬士革鋼劍：古代鑄劍大師可能已創造了奈米晶體的結構，使得凡鐵鑄成寶劍不鏽，又能削鐵如泥。
      - 動物界：包含美藍蝶、珠光鳳蝶、孔雀、海中蠕蟲、金龜子和吉丁蟲的翅膀羽毛顏色，都是奈米結構反射衍射光線的結果。蛾眼睛的「蛾眼效應」，位在角膜的表面，具極低反射性及夜間行進不反光的防偽功能。
  - - - 化學與建材應用：奈米技術使防護膜、塗料、油漆更具耐受性，例如家用的玻璃窗、家庭建築大樓玻璃
      - 紡織與光學應用：奈米碳管、光觸媒材料等
      - 汽車防刮
      - 生醫領域
- - - - 廢棄物回收再利用：生產紙漿作成皮夾、信封等，鋁金屬回收有許多好處。廢車中的二氧化鉛可部分溶於酸液中，可將其中的黃金、鉑等貴重金屬溶出。
      - 環保建材與道路：置入蛋白質纖維海綿，再以高溫燃燒海綿，耐高溫的黃金籬子，可在燃燒過程形成黃金薄片。陶瓷回收可製隔音牆、公園步道、地磚、跑道、鞋類製品
      - 噪音分貝與綠建築：材料應用在環境保護方面，如氣體感應器、水質汙染檢測器、噪音分貝機等環境保護
      - 綠能與新能源開發：綠色監測器應用在空氣、水質和噪音分貝機的測定。能解決人類面臨最大挑戰的能源材料開發與利用，如太陽能、風能、水力等發電來取代其他能源。微型發電利用最迫切的課題，目前已成功應用在熱水器、計算機等方面。