陶瓷與玻璃

某陶瓷的彎曲強度為300 MPa,楊氏模數為380 GPa,蒲松比為0.22,線膨脹係數為8.0×10⁻⁶ K⁻¹。急冷熱衝擊下開始破裂的溫差標準 ΔTc = σf(1 − ν)/(Eα) 最接近下列何者?

  1. A約77 K
  2. B約99 K
  3. C約127 K
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正確答案:A. 約77 K

Eα = 380×10⁹ × 8.0×10⁻⁶ = 3.04×10⁶ Pa/K,σf(1 − ν) = 300×10⁶ × 0.78 = 2.34×10⁸ Pa,因此 ΔTc = 2.34×10⁸/(3.04×10⁶) ≈ 77 K。約99 K 是忘了乘以 (1 − ν) 的值,約127 K 是除以 (1 − ν) 的值。強度越高、楊氏模數與熱膨脹係數越小,耐熱衝擊性越大。熱膨脹係數約為0.5×10⁻⁶ K⁻¹ 而非常小的石英玻璃,是耐熱衝擊性極強的材料。熱傳導率高時表面與內部不易產生溫差,這也是有利的因素。

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