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工程材料科學
作者
：
出版日期
：
2018/06/21
閱讀格式
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PDF
ISBN
：
9789864634064
本書集名家之大成，作者本身的學識、經驗、文筆皆堪稱一流；劉國雄教授係日本京都大學工學博士，而林樹均、李勝隆、鄭晃忠、葉均蔚四位教授則是清華大學材料博士，五位教授均執教於國內知名學府。今有幸邀集諸位教授將數年來的寶貴心得編纂成書，分享讀者。目前材料在工業之各種不同領域上扮演著舉足輕重的關鍵性角色，相信您研讀此書後，斟酌本身所需必可使您融會貫通各種工程材料之種類及其特性與特徵。本書適合大學、科大機械、材料及相關工程科系之「工程材料」、「機械材料」課程使用，亦可提供從事於機械、材料、鑄造、熱處理等方面之研究及工程技術人員作研讀之書籍。
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第1章 簡介
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1-1 材料的種類
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1-1-1 金屬材料
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1-1-2 陶瓷材料
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1-1-3 聚合體
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1-1-4 複合材料
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1-1-5 電子材料
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1-1-6 生醫材料
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1-2 材料之製程、結構、性質
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1-2-1 材料製程
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1-2-2 材料結構
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1-2-3 材料性質
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1-3 工程材料科學
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第2章 原子結構與鍵結
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2-1 原子結構
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2-1-1 基本觀念
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2-1-2 原子中之電子
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2-1-3 週期表與陰電性表
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2-2 主鍵結(primary bonding)
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2-2-1 離子鍵(ionic bonding)
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2-2-2 共價鍵(covalent bonding)
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2-2-3 金屬鍵(metallic bonding)
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2-3 次鍵結(secondary bonding)
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2-3-1 凡得瓦爾鍵(Van Der Waals bonding)
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2-3-2 氫鍵(hydrogen bonding)
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2-4 鍵結形式與材料分類
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第3章 晶體結構
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3-1 晶格與晶胞
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3-2 七大晶系
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3-3 晶體幾何學
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3-3-1 晶體方向
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3-3-2 晶體平面
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3-4 金屬晶體
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3-4-1 體心立方晶(BCC)
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3-4-2 面心立方晶(FCC)
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3-4-3 六方最密晶(HCP)
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3-4-4 其他金屬之晶體結構
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3-5 陶瓷晶體
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3-5-1 AX結構
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3-5-2 AmXn結構
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3-5-3 尖晶石結構
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3-5-4 矽酸鹽結構
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3-5-5 石墨與鑽石
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3-6 分子晶體
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3-6-1 小分子晶體
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3-6-2 高分子晶體
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3-7 半導體晶體
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3-7-1 單元素半導體
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3-7-2 雙元素半導體
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3-8 晶體繞射分析(crystal diffraction， CD)
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3-8-1 X光繞射
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3-8-2 電子繞射
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3-9 同素異形體
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3-10 非晶態材料
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第4章 晶體缺陷
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4-1 點缺陷
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4-1-1 空缺(vacancy)
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4-1-2 修基缺陷與法蘭克缺陷
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4-1-3 填隙型原子(interstitial atom)
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4-1-4 置換型原子(substitutional atom)
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4-1-5 材料成分的表示法
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4-2 線缺陷
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4-2-1 線缺陷的種類
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4-2-2 布格向量
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4-3 面缺陷
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4-3-1 自由表面
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4-3-2 晶界
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4-3-3 孿晶界
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4-3-4 疊差
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4-4 體缺陷
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第5章 擴散
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5-1 擴散機構(diffusion mechanism)與活化能(activation energy)
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5-2 費克第一定律(Fick's first law)
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5-3 費克第二定律(Fick's second law)
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5-4 擴散路徑(diffusion path)
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第6章 機械性質及測試
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6-1 應力及應變的觀念
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6-2 材料的彈性特質
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6-3 拉伸試驗
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6-3-1 彈性變形之應力-應變特性
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6-3-2 拉伸數據之應用
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6-3-3 真應力-真應變(σt − εt )曲線
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6-3-4 應力-應變曲線與金屬成形性(進階)
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6-4 硬度試驗
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6-4-1 硬度試驗之分類
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6-4-2 壓痕硬度
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6-4-3 硬度轉換
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6-4-4 硬度與強度之關係
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6-4-5 硬度測試時之注意事項：
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6-5 衝擊試驗
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6-6 材料性質的表示法
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6-6-1 量測數據變異性的表示法
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6-6-2 設計因子與安全因子
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第7章 差排與塑性變形
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7-1 差排與變形
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7-2 晶體的理論強度與實際強度
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7-3 滑動系統(slip system)
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7-4 單晶變形與臨界分解剪應力(critical resolved shear stress)
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7-5 多晶材料的變形
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7-6 孿晶變形(deformation by twinning)
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第8章 材料之損壞與分析
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8-1 破裂型態
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8-1-1 延性破裂
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8-1-2 脆性破裂
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8-1-3 疲勞破裂
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8-1-4 應力腐蝕破裂
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8-2 韌性與破壞力學
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8-2-1 韌性與凹痕韌性(notch toughness)
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8-2-2 破壞力學
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8-3 疲勞現象
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8-3-1 疲勞試驗與S-N 曲線
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8-3-2 疲勞裂隙起源
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8-3-3 疲勞裂隙擴展
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8-3-4 影響疲勞壽命的因素
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8-4 應力腐蝕破裂
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8-5 潛變(creep)
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8-5-1 典型的潛變行為
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8-5-2 應力及溫度的影響
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8-6 材料缺陷的檢驗
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8-6-1 輻射線照相法
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8-6-2 超音波檢驗
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8-6-3 磁粉檢驗
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8-6-4 液體滲透檢驗法
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第9章 相平衡圖
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9-1 緒論
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9-2 一元相圖與相律
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9-3 固溶體與修門-羅素理法則
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9-4 二元相圖之分類
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9-4-1 二元同型合金系與平衡冷卻微結構
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9-4-2 槓桿法則
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9-4-3 二元同型合金系之非平衡冷卻微結構
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9-4-4 二元合金之偏晶反應
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9-4-5 二元共晶合金系之相圖
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9-4-6 二元共晶合金系之平衡冷卻微結構
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9-4-7 二元合金之包晶反應
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9-4-8 生成中間相之二元合金系相圖
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9-4-9 共析與包析反應
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9-5 Fe-C合金相圖
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9-5-1 Fe-Fe3C二元相圖
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9-5-2 鐵碳合金平衡冷卻微結構(equilibrium cooling of Fe-C alloys)
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9-5-3 合金元素對Fe-Fe3C 相圖之影響(alloy effect on Fe-Fe3C phase diagram)
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9-6 三元合金相圖
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第10章 相變化
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10-1 氣相中形成液相
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10-2 由液相中形成固相-凝固
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10-2-1 凝固過程之自由能變化
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10-2-2 凝固速率
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10-2-3 凝固結構
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10-2-4 鑄錠結構
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10-2-5 鑄錠缺陷
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10-3 鋼之相變化
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10-3-1 波來鐵相變化
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10-3-2 麻田鐵相變化
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10-3-3 變韌鐵相變化
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10-3-4 完整的TTT 曲線圖
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10-3-5 CCT 曲線圖
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10-3-6 鋼之硬化能
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10-4 冷加工及退火
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10-4-1 冷加工
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10-4-2 回復
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10-4-3 再結晶
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10-4-4 晶粒成長
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10-5 非金屬的相變化
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第11章 材料之強化
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11-1 應變強化
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11-2 固溶強化
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11-3 細晶強化
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11-4 析出強化
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11-5 散佈強化
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11-6 鐵碳系之麻田散鐵強化
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11-7 共晶強化
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11-8 織構強化與限制強化
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11-9 複合材料強化
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第12章 腐蝕及材料損傷
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12-1 腐蝕和電化學反應
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12-2 電極電位
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12-2-1 標準電極電位(或電動勢序列)及伽凡尼系列
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12-2-2 濃度及溫度對電極電位的影響
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12-3 腐蝕速率
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12-3-1 以腐蝕穿透率(CPR)來表示腐蝕速率
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12-3-2 以電流密度來表示腐蝕速率
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12-4 極化現象
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12-4-1 活性極化
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12-4-2 濃度極化
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12-4-3 電阻極化
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12-4-4 極化數據預測腐蝕速率
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12-5 金屬之鈍化
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12-6 腐蝕之型式及其防治法
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12-6-1 均勻腐蝕
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12-6-2 伽凡尼腐蝕
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12-6-3 穿孔腐蝕
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12-6-4 縫隙腐蝕
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12-6-5 沿晶腐蝕
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12-6-6 應力腐蝕
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12-6-7 沖蝕腐蝕
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12-6-8 選擇腐蝕
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12-6-9 渦穴腐蝕
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12-6-10 移擦腐蝕
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12-7 腐蝕防治
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12-7-1 陰極防蝕
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12-7-2 陽極防蝕
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12-8 氧化(oxidation)
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12-8-1 氧化機構
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12-8-2 氧化層之保護性
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12-8-3 氧化層之成長速率
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12-9 陶瓷材料的腐蝕與高分子材料的劣化
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12-10 磨耗
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第13章 材料之導電性質
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13-1 電傳導性
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13-2 歐姆定律
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13-3 導電性
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13-4 電子和離子的導電性
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13-5 固體中的能帶結構
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13-6 以能帶及原子能帶模式傳導
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13-7 電子移動
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13-8 金屬的電阻
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13-9 商用合金的電性
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13-10 半導體
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13-11 本質半導體
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13-12 外質半導體
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13-12-1 N型半導體
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13-12-2 P型半導體
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13-13 溫度改變傳導係數及載體濃度
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13-14 霍爾效應
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13-15 半導體裝置
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13-15-1 二極體
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13-15-2 電晶體
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13-16 離子化材料中的傳導
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13-17 高分子電性
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13-18 電容
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13-19 電場向量和極化
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13-20 極化的型態
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13-21 介電常數的頻率相依性
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13-22 介電強度
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13-23 介電材料
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13-24 鐵電性
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13-25 壓電性
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第14章 材料之熱、磁、光性質
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14-1 熱性質
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14-1-1 熱容量
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14-1-2 熱膨脹
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14-1-3 熱導性
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14-1-4 熱應力
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14-1-5 熱動式無熔絲斷路器
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14-1-6 熱應變矽薄膜
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14-2 磁性質
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14-2-1 基本概念
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14-2-2 反磁性和順磁性
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14-2-3 鐵磁性
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14-2-4 反鐵磁性和亞鐵磁性
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14-2-5 磁區和磁滯
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14-2-6 溫度對磁性行為的影響
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14-2-7 軟磁材料
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14-2-8 硬磁材料
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14-2-9 磁電阻式隨機存取記憶體(MRAM)
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14-2-10 超導體
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14-3 光性質
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14-3-1 電磁輻射
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14-3-2 光和固體的交互作用
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14-3-3 原子和電子的交互作用
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14-3-4 折射
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14-3-5 反射
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14-3-6 吸收
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14-3-7 穿透
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14-3-8 顏色
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14-3-9 絕緣體中之不透明和半透明
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14-3-10 發光
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14-3-11 光電導性
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14-3-12 雷射
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14-3-13 通信用之光纖
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14-3-14 發光二極體(lED)
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第15章 電子材料與製程
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15-1 常見的半導體材料
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15-2 矽
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15-3 矽晶圓
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15-4 長晶
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15-4-1 查克洛斯基法
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15-4-2 懸浮帶區法
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15-5 晶圓備製
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15-6 半導體製程
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15-6-1 清洗
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15-6-2 氧化
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15-6-3 薄膜沈積
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15-6-4 微影
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15-6-5 蝕刻
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15-6-6 摻雜
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15-7 退火
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15-7-1 快速熱退火(Rapid Thermal Annealing，RTA)
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15-7-2 微波熱退火(Microwave Annealing，MWA)
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15-7-3 毫秒退火(Millisecond Annealing，MSA)
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15-8 電子構裝
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15-8-1 構裝的目的與種類
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15-8-2 晶片黏結
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15-8-3 引腳架
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15-8-4 連線技術
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15-8-5 密封
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15-8-6 印刷電路板
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15-9 三維積體電路(three-dimensional integrated circuit，3D-IC)
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15-9-1 堆疊方法(stacking approach)
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15-9-2 接合方式(bonding method)
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15-9-3 堆疊方向(direction of stacking)
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15-9-4 TSV 的製作(fabrication of TSV)
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第16章 陶瓷材料
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16-1 陶瓷晶體結構
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16-1-1 碳晶體
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16-1-2 AX 結構
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16-1-3 AmXn 結構
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16-1-4 矽酸鹽結構
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16-2 結晶陶瓷
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16-2-1 矽酸鹽陶瓷
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16-2-2 非矽酸鹽氧化物陶瓷
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16-2-3 非氧化物陶瓷
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16-3 非晶質陶瓷
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16-4 玻璃陶瓷
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16-5 陶瓷製程
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16-5-1 玻璃製程
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16-5-2 結晶陶瓷製程
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16-5-3 膠結
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16-6 陶瓷材料的機械性質
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16-6-1 脆性斷裂
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16-6-2 靜疲勞
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16-6-3 潛變
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16-6-4 熱沖擊
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第17章 聚合體
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17-1 聚化反應
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17-1-1 加成聚化
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17-1-2 縮合聚化
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17-1-3 三度空間聚合體
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17-2 聚合體之結構
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17-2-1 分子量
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17-2-2 分子長度
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17-2-3 異構物
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17-2-4 聚合體之結晶特性
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17-2-5 聚合體液晶
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17-3 熱塑聚合體
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17-4 熱固聚合體
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17-5 彈性體(橡膠)
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17-6 添加劑
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17-7 聚合體之成型
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17-7-1 擠型
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17-7-2 射出成型
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17-7-3 板成型法
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17-7-4 吹模成型
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17-7-5 壓模成型
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17-7-6 軋光成型
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17-7-7 紡絲
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17-8 聚合體之機械性質
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17-8-1 撓曲模數
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17-8-2 黏彈性變形
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17-8-3 膠彈性變形
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17-8-4 潛變與應力鬆弛
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17-8-5 機械性質資料
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第18章 金屬材料
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18-1 金屬材料的製造加工
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18-1-1 鑄造
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18-1-2 變形加工
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18-1-3 熱處理及表面處理
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18-1-4 銲接
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18-2 鋼鐵材料
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18-2-1 碳鋼
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18-2-2 低合金鋼
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18-2-3 工具鋼
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18-2-4 不銹鋼
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18-2-5 其他特殊鋼
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18-2-6 鑄鐵
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18-3 非鐵金屬材料
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18-3-1 鋁及鋁合金
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18-3-2 鎂及鎂合金
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18-3-3 鈦及鈦合金
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18-3-4 銅及銅合金
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18-3-5 鎳及鎳合金
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18-3-6 鋅及鋅合金
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18-3-7 錫、鉛及其合金
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18-3-8 貴金屬
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第19章 複合材料
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19-1 強化材
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19-1-1 玻璃纖維
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19-1-2 硼纖維
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19-1-3 碳纖維
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19-1-4 有機纖維
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19-1-5 陶瓷纖維
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19-1-6 金屬纖維
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19-1-7 各種纖維性質比較
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19-2 基材
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19-3 界面
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19-4 纖維複合材
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19-4-1 纖維複合材的製造
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19-4-2 纖維複合材之性質及應用
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19-4-3 短纖及共晶複合材
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19-5 粒子複合材
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19-5-1 粒子複合材的製造
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19-5-2 粒子複合材的性質與應用
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19-6 板複合材
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19-6-1 板複合材的製造
-
19-6-2 板複合材的種類及應用
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19-7 複合材料的性質預測
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19-7-1 彈性模數
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19-7-2 其他機械性質
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第20章 生醫材料
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20-1 生物材料：骨骼
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20-1-1 骨骼機械性質
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20-1-2 骨骼重塑與複材模型
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20-2 生物材料：肌腱與韌帶
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20-2-1 肌腱與韌帶機械性質
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20-3 生物材料：關節軟骨
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20-3-1 軟骨機械性質
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20-4 生醫金屬
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20-4-1 生醫不銹鋼
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20-4-2 生醫鈷合金
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20-4-3 鈦合金
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20-4-4 骨科應用的議題
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20-5 生醫塑膠
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20-5-1 心血管用塑膠
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20-5-2 眼科用塑膠
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20-5-3 藥物傳送塑膠
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20-5-4 縫合用塑膠
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20-5-5 骨科用塑膠
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20-6 生醫陶瓷
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20-6-1 骨科用氧化鋁
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20-6-2 牙科用氧化鋁
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20-6-3 陶瓷植體與組織黏結
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20-6-4 奈米晶陶瓷
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20-7 生醫應用複合材料
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20-7-1 骨科用複材
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20-7-2 牙科應用
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20-8 生醫材料之腐蝕性
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20-9 生醫植體磨耗
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20-10 組織工程
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第21章 材料之設計與選用
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21-1 設計與材料
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21-1-1 設計種類
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21-1-2 設計過程
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21-1-3 功能、材料、形狀與製程
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21-2 材料選擇圖
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21-2-1 性能指標
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21-2-2 典型材料選擇圖
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21-2-3 材料選擇流程
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21-2-4 不考慮形狀的材料選擇案例
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21-3 材料選擇與形狀
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21-3-1 形狀因子
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21-3-2 有形狀之性能指標
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21-3-3 考慮形狀之材料選擇
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21-4 其他考慮層面
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21-4-1 製程選擇
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21-4-2 工程設計與美學
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21-4-3 改變的力量
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第22章 材料科技現況與未來
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22-1 發展現況
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22-2 未來展望
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22-2-1 奈米科技
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22-2-2 生物科技
-
22-2-3 微系統技術
-
22-2-4 光電能源系統
-
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- 英中對照表
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