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課程名稱 |
金屬凝固學
Solidification Processing |
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開課學期 |
110-1 |
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授課對象 |
工學院 材料科學與工程學研究所 |
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授課教師 |
蘇德徵 |
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課號 |
MSE7013 |
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課程識別碼 |
527EM1210 |
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班次 |
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學分 |
3.0 |
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全/半年 |
半年 |
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必/選修 |
選修 |
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上課時間 |
星期三2,3,4(9:10~12:10) |
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上課地點 |
綜505 |
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備註 |
本課程以英語授課。
總人數上限：20人 |
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課程簡介影片 |
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核心能力關聯 |
核心能力與課程規劃關聯圖 |
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課程大綱
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為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
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課程概述 |
***本課程所有最新版教材與補充資料皆放在NTU COOL網頁***
NTU COOL網頁：https://cool.ntu.edu.tw/courses/7400
1. 本課程為第2類加選法，請助教發授權碼給你。助教資訊：姚同學，Email: r10527061@ntu.edu.tw
2. 本課程從110-1學期的第四周開始為實體課程。
3. 課程資訊見NTU COOL網站->Week 1 9/22->Introduction to solidification / Overview of solidification processing->"Syllabus of Solidification Processing 2021.pdf"或跟助教聯絡，讓他把這個pdf文件寄給你。
4. 新學期開學後，NTU COOL網站將不再“公開”。如果您希望在9月22 日之後進入本網站，請先聯繫助教“旁聽”本課程。然後您可以花一些時間來決定是要修課還是繼續旁聽。
5. 承上，歡迎旁聽這堂課，助教可以用你的NTU帳號將你納入“NTU COOL 網站”。但是，請勿大肆散播課程教材（講義、書籍甚至論文），因為它們不是“獨立”或“開源”的唷！
「凝固」是一個大家所熟知的相變態過程：例如水結冰、積體電路組裝的焊錫、以及工程合金之鑄造等。本課程主要分三大部分：第一、金屬凝固熱力學，提供凝固相變態之固-液界面發生的熱與溶質輸送。第二、討論微觀尺度之凝固微結構發展，以及物理參數如何影響凝固形貌。最後則是概述各類凝固製程與凝固缺陷產生機制，並且展示如何利用已知的基本凝固學知識改善凝固製程的良率。 |
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課程目標 |
本課程的總體目標為：
1. 闡明材料熱力學與相圖如何幫助瞭解金屬的平衡與非平衡凝固路徑。
2. 介紹初晶相與介金屬化合物的成核與成長機制。
3. 介紹枝晶、柱狀晶、共晶與包晶反應機制，以簡要地預測凝固形貌的發展。
4. 概述工程凝固製程與常見凝固缺陷。 |
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課程要求 |
修課學生必須已修過以下材料系大學部課程：
1. 材料熱力學一、二
2. 物理冶金一、二
3. 金屬材料概論 |
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預期每週課後學習時數 |
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Office Hours |
每週五 16:20~17:20 備註： At Room 442, College of Engineering Building |
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指定閱讀 |
D.M. Stefanescu, Science and Engineering of Casting Solidification, Springer International Publishing, 2015. |
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參考書目 |
1. J.A. Dantzig, M. Rappaz. Solidification: 2nd Edition - Revised & Expanded, EPFL press, 2016. (Main Lib 1F Reserve Books)
2. W. Kurz, Fundamentals of Solidification, 4th revised ed., Trans Tech Publications Ltd., Uetikon-Zuerich Totton, 1998. (Main Lib 4F Science Area TN690 K8z 1986)
3. D.A. Porter, K.E. Easterling, M.Y. Sherif, Phase Transformations in Metals and Alloys, CRC Press, Boca Raton, FL, 2009. (ASRS General Collections TN690 P598 1992)
4. J. Campbell, Complete casting handbook: metal casting processes, metallurgy, techniques and design, Butterworth-Heinemann, Oxford, 2015. (https://www.sciencedirect.com/book/9780444635099/complete-casting-handbook)
5. M.C. Flemings, Solidification Processing, McGraw-Hill, New York, 1974. (Main Lib 4F Science Area TN690 F59)
6. S. Kalpakjian, Manufacturing Engineering and Technology, 6th ed., Pearson Education, India, 2009. (Main Lib 4F Science Area TS176 K14 2006)
7. J.P. Holman, Heat transfer, 10th ed., McGraw-Hill, New York, 2010. (Main Lib 4F Science Area QC320 H64 2010)
8. D.M. Stefanescu (chair), ASM Handbook Volume 15: Casting, 4th printing, ASM International, 1998. (Main Lib 4F Science Area TA459 M43 1990)
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評量方式
(僅供參考) |
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No. |
項目 |
百分比 |
說明 |
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1. |
作業二 |
15% |
期末報告與個案研究，細節期中考後公布 |
2. |
期末考 |
40% |
50%閉書考、50%開書考 |
3. |
期中考 |
40% |
100%閉書考 |
4. |
作業一 |
5% |
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週次 |
日期 |
單元主題 |
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第1週 |
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金屬凝固簡介 |
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第2週 |
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凝固熱力學一：成核 |
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第2週 |
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凝固熱力學二：原子於固/液界面的輸送 |
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第5週 |
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凝固熱力學三：熱與溶質的輸送 |
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第6週 |
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凝固微結構一：柱狀晶與枝晶 |
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第7週 |
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凝固微結構二：共晶與包晶 |
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第8週 |
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凝固微結構三：競爭生長 |
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第9週 |
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期中考（三小時、閉書考） |
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第10週 |
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凝固微結構四：介穩相 |
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第11週 |
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溶質重新分配、偏析以及均質化 |
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第12週 |
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凝固缺陷概述一：夾雜物與孔洞 |
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第13週 |
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凝固缺陷概述二：變形誘發缺陷與宏觀偏析 |
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第14週 |
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凝固製程概述一：鑄造 |
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第15週 |
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凝固製程概述二：定向凝固與快速凝固 |
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第17週 |
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凝固製程概述三：軟焊、硬焊與熔焊 |
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第18週 |
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期末考（三小時，閉書、開書考各半） |
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