# 工程概論
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## 110_1_參考範例1
1. 請解釋輕油裂解的原料以及舉出兩項產品。(9/50)
- 原料：原油中提煉出來的「輕油」
- 產品：乙烯、丙烯、苯、丁二烯 ...

2. 設立化工工廠時需要考慮諸多因素，請舉出除原料、產品以外的三項因素。(9/50)
1. 原料
2. 市場
3. 運送原料與產品
4. 動力與燃料
5. 工業用水
6. 廢水等廢棄物處理
7. 人工
8. 用地

3. 請問單元操作與單元程序的主要差異是在？(3/50) 同時請舉出一個單元操作的例子。(3/50)
- 單元操作：與物理變化有關
- 流體輸送、熱量傳送、質量傳送
- 傳熱、乾燥、蒸餾、結晶、萃取、過濾
- 單元程序：與化學變化有關
- 燃燒、氧化、氫化、鹵化、脂化、芳香化
- 縮合、脫水、電解、複分解

4. 請簡單敘述不織布的製作過程與平常織布過程最大的差別是在？(3/50)。同時請寫出可以用在不織布的一種塑膠名稱。(3/50)
- 又稱無紡布，是一種以針軋機械或梳理機械處理各種纖維原料，用高壓形成或粘合生產的一種布狀物。
- 一般織物須由`經緯紗交織`或`針織`方法才能織造，其中的製程從原料端到成品端需經過冗長的步驟程序才可製得而成；而不織布則是`將塑膠顆粒加熱形成液體，再通過孔洞形成細絲，最後再拉長整理即可製成`
- 可以用在不織布的塑膠名稱：**聚丙烯PP、聚乙烯PE**

5. 請寫出超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的兩種應用範例。(6/50)
- **外科植入物(義肢、牙托)、高強度纖維**
- **建築**領域：**牆體、隔板**
- **航空航太**領域：**機殼**材料、減速降落傘、繩索

6. 半導體製程中如何將原先刻印在光罩的圖案轉印到先經過氧化處理的矽晶圓片上？請說明這兩個製作程序(6/50)。
- 在**已經形成氧化膜**的晶圓上均勻地塗上一層**光阻液**，再將刻有電路圖案的**光罩**放在晶圓的上方，用紫外線照射後，線路圖案就投影到會感光的光阻上了。

7. 請說明如何去製造此種漸變折射率光纖?(Hint:製造過程要添加何種物質來改變折射率以及折射率在光纖裡外的變化一定要提及) (6/50)
- 利用**改良式化學氣相沉積法**，製造漸變折射率多模態光纖
- 將氧氣和四氯化矽通入轉動中的石英管內，同時以高溫加熱
- 產生的二氧化矽會一層層沉積在石英管的內壁上，
- **纖殼**的沉積完成後，再將氧氣、四氯化矽及少量的**四氯化鍺**通入石英管內，隨著沉積層的增加也逐次增加四氯化鍺的流量，造成**折射率由外向內增加**

8. 請你寫出一種可以做洗髮精、沐浴乳瓶子的高分子材料名稱 (2/50)
- 聚乙烯對苯二甲酸酯(PET) (透明寶特瓶)
- 高密度聚乙烯(HDPE)

## 110_1_參考範例2
1. 產業發展強調的是上中下游的整合，請問化學工業開發的過程，上、中、下游各指得事哪一類行的工廠？(9/50)
- 上游：原油提煉，煉油廠、裂解廠
以輕油裂解得到乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷…等石化基本原料
- 中游：以「石化初級原料」經聚合、氧化、合成等，生產得到塑膠原料、化纖原料
- 下游：以石化業中游原料產品進行加工，得到塑膠製品、紡纖製品、橡膠製品、其他化學製品

2. 高雄氣爆事件顯示化工廠的設廠需考量原料來源的因素，除此以外請列出其他三項考慮因素。(9/50)
1. 原料
2. 市場
3. 運送原料與產品
4. 動力與燃料
5. 工業用水
6. 廢水等廢棄物處理
7. 人工
8. 用地

3. 基礎化學工程可大略區分為單元程序及單元操作兩種大區塊，請各寫出一項單元程序及一項單元操作的例子。(6/50)
- 單元操作：與物理變化有關
- 流體輸送、熱量傳送、質量傳送
- 傳熱、乾燥、蒸餾、結晶、萃取、過濾
- 單元程序：與化學變化有關
- 燃燒、氧化、氫化、鹵化、脂化、芳香化
- 縮合、脫水、電解、複分解

4. 請問你家庭中常使用微波爐中加熱的塑膠盒子，請問所使用的塑膠為何(3/50)？請問”透明”的原子筆桿通常是以哪一種塑膠材質來製作(3/50)？
- 微波盒：聚丙烯(PP)
- 透明筆桿：聚苯乙烯(PS)
- 針筒：聚苯乙烯(PS)

5. 市面上暢銷的排汗衫內部纖維的尺寸是在微米還是奈米尺寸(3/50)？為何他在這種尺寸下會有排汗的功能(3/50)?
- 聚酯纖維尺寸：微米
- Ref：目前國內已經可以製造單纖直徑 約0.3 微米的聚酯纖維，相當於頭髮直徑的1／130 ∼ 1／200。－[達文西纖維密碼](https://ejournal.stpi.narl.org.tw/sd/download?source=10706-11.pdf&vlId=5a02afdb8f454a759bea7b003140e622&nd=1&ds=1)
- 排汗原理：
- 單層：利用毛細現象將汗水帶離皮膚，靠身體體熱將汗水蒸散
- 雙層：利用毛細現象將汗水帶離皮膚至排汗衣內層，進而靠虹吸原理將水分帶至外層進行擴散

6. 半導體製程提到的0.25, 0.1, 0.02微米製程，請問所指的項目是？(3/50)，另外請問12吋或是8吋晶圓廠其中所指的12吋是指晶圓的那一個長度(3/50)。
- 微米/奈米製程：每個N型或P型區塊的寬度，稱為**線幅/線寬**，也就是IC生產工藝可達到的最小導線寬度
- 選擇**波長越短**的曝光光源，就可以讓線幅越小
- 12吋：晶圓(wafers)**直徑**

7. 請說明液晶顯示銀幕(LCD)的明暗變化中是如何調整(3/50)？請說明發光二極體(LED)如何產生亮光(3/50)。
- 透過對液態晶體施加電壓改變其排列方向，使光無法通過偏光版，進而使顯示器為暗。
- 加入順向電壓於此半導體後，電子與電洞將移動、於接合部再結合，使能量變成光並放出。
8. 請問衣服常使用的聚酯纖維常是哪一種聚合物? (Hint: P??) (2/50)
- 聚酯（Polyester）是一類在其主鏈上含有酯基官能團的聚合物。雖然聚酯有很多種，但是「聚酯」一詞通常指的是**聚對苯二甲酸乙二酯(PET)**

## 99_1 (Tue)
1. 現有市面用來作為保鮮膜的塑膠材料有哪三種？(寫出完整中英文名稱每項得3 分，僅寫出正確英文名稱的話，每項得2分!) (9/50) (上課已講的必考題)
- PVDC (聚偏氯乙烯)
- PVC (聚氯乙烯)
- PE (聚乙烯)

2. 請簡要畫出 Polyvinyl chloride (PVC)的化學結構式 (3/50)，以及**硬式PVC**再添加哪一種物質後會變成**軟式PVC**(3/50)。同時寫出除了製成塑膠膜以外，一種軟式PVC 的應用例子(3/50)。
- 
- 添加塑化劑
- 軟式PVC應用：交通錐

3. 請寫出可以用來做瓶子的三種塑膠材質 (9/50)
- PET (聚對苯二甲酸乙二酯）
- HDPE (高密度聚乙烯)
- PVC (聚氯乙烯)

4. 請寫出六輕是位於台灣哪一個縣？(3/50) 同時為何現在討論熱烈的國光石化又稱為八輕？
- 雲林
- 原定維第八座輕油裂解廠

5. 請簡要寫出折射率漸變式光纖的製造方法 (5/50)。
- 纖芯折射率隨半徑增大而減小,包層中折射率為均勻的
- 製造方式：
將氧氣和四氯化矽通入轉動中的石英管內，同時以高溫加熱，產生的二氧化矽會一層層沉積在石英管的內壁上，纖殼的沉積完成後，再將氧氣、四氯化矽及少量的四氯化鍺通入石英管內，隨著沉積層的增加也逐次增加四氯化鍺的流量，造成折射率由外向內增加。

6. 請簡單說明半導體加工過程中是加入何種物質才能製造出 P 型以及N 型半導體。(6/50)
- P型半導體：參雜3價元素
- N型半導體：參雜5價元素

7. 請說明我們常在衣服內看到衣服是由聚酯纖維製成，請問聚酯纖維是指那一種高分子(3/50)，以及說明如何製造出一種超細纖維(3/50)。

- 聚對苯二甲酸乙二酯(PET)
- 混合法
- 混合紡絲或稱共混紡絲，是將兩種互不相容的聚合物經共混後進行紡絲，通過溶去基質組分，就可得到超細纖維。

## 99_1 (Wed)

1. 同 99_1 (Tue)

2. 請寫出俗名為保利龍物質的化學名稱(3/50)同時進一步說明為何保利龍很輕的原因(3/50)以及清心等茶飲店利用保利龍作為容器除了環境污染的危害以外，另一種可能的危害 and why?(3/50)
- 聚苯乙烯 (Polystyrene, PS)
- 保麗龍是由聚苯乙烯 ( Polystyrene,PS ) 加入發泡劑後，加熱所製成的一種較輕的材質，**其中有 90％ 至 95％ 的體積是空氣**
- 聚苯乙烯在環境溫度超過**攝氏七十五度**以上，原本安定的聚合物結構會逐漸產生分解、融化，而**釋放出單體的苯乙烯**。單體苯乙烯是一種具揮發性、微毒性的氣體，如果人體大量接觸，會對皮膚產生刺激；若經呼吸道大量吸入，則會出現咳嗽、氣喘，也可能**對呼吸道或肺部造成傷害**。至於苯乙烯是否為致癌物質，則尚未被醫界證實。

3. 課堂中提及多項可以拿來製作衣服纖維的材料，請舉出三種常用來作為紡織纖維的高分子材料
- 尼龍
- 達克綸
- 奧綸

4. 請寫出除了蒸餾以外的兩種單元操作方法
- 單元操作：與物理變化有關
- 流體輸送、熱量傳送、質量傳送
- 傳熱、乾燥、蒸餾、結晶、萃取、過濾

5. 請問液晶顯示器能夠成像的原理為何? 以及是添加何種物質以後才有藍光LED 的產生？
- 施加電壓後，液晶分子和偏光板會呈垂直排列，光無法通過偏光板，無法反射上來，所以顯示器是暗的。電壓解除時，液晶分子會像麻花一樣扭轉，使得光也跟著偏轉，這時光就能通過偏光板反射上來，顯示器就亮了。(影片)
- 紅色：磷化銦鎵
- 綠色：磷化鋁鎵銦
- 藍色：**氮、鎵**(氧化鎵和氮化銦鎵)

- 何謂液晶 ？
- 液晶（Liquid Crystal，簡稱 LC）是相態的一種[1]，因為具有特殊的理化與光電特性，20 世紀中葉開始被廣泛應用在輕薄型的顯示技術上。

- Reference：
- [近代光電科技的產物−液晶顯示器](http://dspace.lib.fcu.edu.tw/bitstream/2377/28939/1/D977648898101.pdf)

6. 請簡單說明矽晶圓的製造是先將什麼物質加熱融熔後，再逐漸冷卻拉伸製造出矽晶圓棒(3/50)？矽晶圓棒經過研磨及切割後，製作出矽晶圓片，然後進行半導體加工，半導體加工的第一步是什麼？(3/50)
- **單晶矽**
- 半導體加工的第一步：拋光、磨平→光蝕刻電路

7. 設立化學工廠時需考量多項因素，請寫出其中三種。(6/50)
1. 原料
2. 市場
3. 運送原料與產品
4. 動力與燃料
5. 工業用水
6. 廢水等廢棄物處理
7. 人工
8. 用地