常見材質特性

共振現象普遍存在日常生活中，不論共振造成的結果好與壞，其 重要性在現今仍是無法忽略的一環。在機械或工程學上，材質的選用、

結構的設計等都常需事先考慮共振頻率及色散關係等重要資訊。因此 在本章中我們將應用前述建立的理論方法，來決定生活中常見的材質 平板的共振模態及色散關係。

以下簡述常見材質的特性：

1. 青銅[41]：為添加鉛或錫的銅合金，是人類史上用最久的金屬材料 之一。在青銅器時代便以用以鑄造各種造型典雅、花紋精美的銘文、

禮器(圖 5.1)、兵器和樂器。其具有好的耐腐蝕性、耐磨性、鑄造 性和優良的機械性能。現今常用於製造精密軸承、高壓軸承、船舶 上抗海水腐蝕的機械零件以及各種板材、管材、棒材等。

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2. 黃銅[42]：為無氧銅與鋅的合金。其機械性能和耐磨性能都很好，

常用於製造精密儀器、船舶的零件、槍炮的彈殼等。黃銅敲起來聲 音好聽，因此鑼、鈸、鈴、號等樂器，還有西方的銅管樂器(圖 5.2) 都是用黃銅製做。

圖 5.1 青銅禮器

圖 5.2 銅管樂器─法國號

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3. 無氧銅[43]：即純銅，具堅韌、柔軟、延展性，且為導熱性和導電 性很高的金屬。其色澤因帶有紫紅色故又稱紫銅。主要用途用在電 線(圖 5.3)製作和加工製成其他銅合金。

4. 不鏽鋼[44]：含 10~30%鉻的鐵合金總稱。因其不易腐蝕生鏽而得 名。鉻與低碳含量相配合，可展現明顯的耐腐蝕性和耐熱性。此外，

還可以加入鎳、鉬、鈦、鋁、銅、氮、硫、磷和硒，使其表面產生 防鏽的氧化膜，以提高對特殊環境的耐腐蝕性和抗氧化性，並賦予 特殊性能。不鏽鋼廣泛用於日常生活當中，如：餐具(圖 5.4)、冰 箱、手錶、車輛骨架等。

圖 5.3 銅線

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5. 玻璃[45]：是一種透明不透氣，並具有一定硬度的物料。玻璃在日 常環境中呈化學惰性，亦不會與生物起作用。玻璃為一種非晶相，

主要產生原因為製作時熔融的二氧化矽迅速冷卻（過冷），故各分 子沒有足夠時間形成有序的晶格排列

。

圖 5.4 不鏽鋼餐具

圖 5.5 燒杯

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6. 壓克力[46]：聚甲基丙烯酸甲酯，又稱做有機玻璃。其透明度高、

價格低、易於機械加工等優點，因而常作為玻璃替代材料。其相對 分子量相當高，屬於長鏈的高分子化合物。而因其形成分子的鏈很 柔軟，使得強度相對較高。其抗拉伸和抗衝擊的能力比普通玻璃高 7～18 倍。經過特殊加熱和拉伸處理後，其分子鏈段的有序排列亦 可提高材料的韌性。使之在強受力下也不產生裂紋，因此可用作防 彈玻璃或作軍用飛機的座艙蓋。日常常見的應用有：招牌燈箱(圖 5.6)、遮雨棚、展示櫃等。

7. 木板[47]：為木材的加工品。根據木材不同的性質特徵，人們將它 們用於不同途徑。樹木的種類和所製造木材的性質有強烈的相關 性。木材的密度隨樹種而不同，而木材的強度和其密度有關。中等 密度的木材，是製作傢俱(圖 5.7)的上等材料。密度小的木材則常 用來製作建築物模型或模型飛機。

圖 5.6 招牌燈箱

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上述介紹的各種常見的材質，根據其用物理、機械特性的差異 而有不同的用途。下節我們將運用前面章節所建構的方法來得到各 材質的色散關係。

圖 5.7 木製傢俱

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