表面處理與磨潤學
以三選一題目確認摩擦定律與真實接觸面積、黏著磨耗與磨粒磨耗、Archard磨耗方程式、Stribeck曲線與潤滑形態、固體潤滑，以及滲碳、氮化、無電鍍與硬質膜被覆。
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表面處理與磨潤學的重點
在處理摩擦與磨耗的磨潤學（tribology）中，表面微小突起彼此接觸的真實接觸面積是出發點。真實接觸面積等於負荷除以硬度，遠小於表觀面積，說明了摩擦力為何與負荷成正比而與接觸面積無關。磨耗有接觸點黏著造成的黏著磨耗、硬粒子切削造成的磨粒磨耗等，可用Archard方程式由負荷與滑動距離估算磨耗量。
潤滑的形態隨油的黏度、速度與面壓，在邊界潤滑、混合潤滑、流體潤滑之間轉變，可用Stribeck曲線整理。表面處理方面，以滲碳淬火或氮化處理使鋼的表層硬化，以無電鍍鎳或TiN等硬質膜提高耐磨耗性。考慮處理溫度對母材組織與尺寸的影響來選擇方法，是重點所在。
表面處理與磨潤學的題目列表（15題）
- 在乾燥金屬之間的滑動摩擦中，經驗上常成立的摩擦定律（Amontons-Coulomb定律），其內容正確者為下列何者？
- 將鋼（壓痕硬度 H = 2.0 GPa）的平坦塊體放在同樣鋼的板上，在表觀接觸面積10 cm²上施加1.0 kN的正向負荷。設接觸的突起全部發生塑性變形，以 Ar = W/H 估算真實接觸面積，其占表觀接觸面積的比例最接近下列何者？
- 依黏著理論（Bowden與Tabor的想法），摩擦力由剪斷真實接觸點黏著部所需的力決定，摩擦係數以 μ = s/H 表示（s為黏著部的剪切強度，H為較軟材料的壓痕硬度）。s = 0.30 GPa、H = 1.8 GPa 時，μ最接近下列何者？
- 下列磨耗機制的說明中，屬於黏著磨耗的是何者？
- 某建設機械零件受到含石英砂粒（硬度約1000 HV）的土砂摩擦，減少磨粒磨耗的選材方式，正確者為下列何者？
- 在銷盤式（pin-on-disk）試驗中，對硬度 H = 2.0 GPa 的銷施加50 N的正向負荷，滑動1.0 km的距離。以Archard磨耗方程式 V = KWL/H、無因次磨耗係數 K = 1.0×10⁻⁴ 計算時，銷的磨耗體積與負荷變為2倍時磨耗體積的變化，正確的組合為下列何者？
- 以潤滑油黏度η、轉速N、面壓P組成的軸承特性數 ηN/P 為橫軸，畫出滑動軸承摩擦係數的Stribeck曲線，下列敘述何者正確？
- 滾動軸承的最小油膜厚度為 h = 0.40 µm，2個面的均方根粗糙度為 Rq1 = 0.15 µm、Rq2 = 0.20 µm。求膜厚比 λ = h/√(Rq1² + Rq2²)，並以 λ < 1 為邊界潤滑、1〜3為混合潤滑、大於3為流體潤滑的標準，正確的組合為下列何者？
- 內徑40 mm、寬30 mm的滑動軸承承受1.2 kN的徑向負荷，軸以600 rpm旋轉。設面壓P為負荷除以投影面積（內徑×寬）的值，滑動速度v為軸表面的周速，PV值最接近下列何者？
- 作為人造衛星等在真空中使用之機構的固體潤滑劑，二硫化鉬（MoS₂）比石墨更適合的理由，正確者為下列何者？
- 對低碳鋼（約0.2%C）的齒輪進行滲碳淬火。下列關於此處理的敘述何者正確？
- 對含Al、Cr、Mo的氮化用鋼進行氣體氮化等氮化處理，下列敘述何者正確？
- 下列關於無電鍍鎳（Ni-P鍍層）特徵的敘述何者正確？
- 在切削刀具上被覆TiN等硬質膜。超硬合金刀具與高速工具鋼（高速鋼）刀具的被覆方法選擇，適當者為下列何者？
- 以維克氏壓痕器壓入，量測厚度2.0 µm的TiN膜的硬度。為了避免基材的影響，採用壓入深度在膜厚10分之1以下的經驗標準。維克氏壓痕的深度約為對角線長度的7分之1。容許的對角線長度上限最接近下列何者？