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CH6 科技與材料 - Coggle Diagram
CH6 科技與材料
6-1 材料概論
金屬材料
特性
導電性
到熱性
金屬光澤
延展性
合金
碳鋼(鐵、碳)
分類
高碳鋼
中碳鋼
低碳鋼
青銅(銅、錫)
黃銅(銅、鋅)
白銅(銅、鎳)
白鐵(鍍鋅鐵)
馬口鐵(鍍錫鐵)
使用金屬的不同
金屬鐵為主
鋼
不鏽鋼
非鐵金屬
高分子(聚合物)材料
特性
低密度
性能柔軟
具有非常大的分子結構
重要的材料
塑膠材料
分類
熱塑性高分子化合物
熱固性高分子化合物
特性
製造容易、防水、質輕、絕緣、耐壓/熱、顏色調配容易、方便/多樣性
彈膠體(橡膠)材料
陶瓷材料
工程應用分類
傳統陶瓷
黏土
可塑性
柔軟性
潤滑性
易於劈裂
結晶狀的電中心層狀結構
石英
長石
特性
透光度
成本低
製造過程相當慢
延展性低,容易遭受衝擊而損壞。
工程陶瓷
功能陶瓷
生物陶瓷
結構陶瓷
複合材料
強化塑膠材料的纖維
玻璃纖維
醯胺纖維
碳纖維
電子材料
基礎
矽、鎵、鍺
新的元件
半導體元件
分類
p-型半導體
添加IIIA族元素-硼、鎵
n-型半導體
添加VA族元素-氮、砷
組成
IVA族元素-矽、鍺
積體電路
通訊材料
6-3 材料科學與生活
材料應用在日常生活
防火/震建材使我們住的安全有保障
尼龍、達克龍及人造纖維使得衣服的質料更輕巧、舒適與保暖
磁浮列車的開發大大縮短南北的距離
半導體材料的發展,使得電子材料體積大大地縮小。
材料應用在環保及能源
再生鋁可減少95%的二氧化碳排放與大量水的消耗,同時可減少許多固體廢棄物的處理。
陶瓷回收可製隔音牆、公園步道、中庭廣場地面或游泳池地面鋪設
輪胎回收可製橡膠地墊、地磚、跑道、鞋用製品
寶特瓶加熱融化可製塑膠花盆
材料應用在其他方面
鋁/鈦合金應用在航太工業上
紅外線光罩的發明應用在國防武器方面
6-2 科技與奈米材料
21世紀的科技三劍客
奈米科技
奈米材料
特性
磁性、光學、熱傳、擴散及機械性
與一般同材料在大塊材中之結構不同
可使原本無法混合的金屬或聚合物混合而成合金
自然界中的奈米結構產物
蜜蜂-具有羅盤,成為飛行時的衛星導航系統,不致迷失方向。
蓮花-使汙泥及水珠不會沾附在荷葉上,稱為自潔效應。
飛蛾-有低光性及夜間行進間可偽裝,稱為蛾眼效應。
奈米應用商品化
鯊魚膚塗在飛機表面上,可減少流體阻力,使燃料消耗降低大約3%。
粉體材料奈米化,使牆壁會呼吸,形成另一座森林公園。
微機電的送藥膠囊,將藥劑微小化後放進人體中,可控制釋藥量與時間。
人工智慧
基因工程