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奈米碳管及孔距對碳纖維/樹脂複合材料機械性質之影響暨修補系統黏著劑之研究
Thesis

奈米碳管及孔距對碳纖維/樹脂複合材料機械性質之影響暨修補系統黏著劑之研究

張皓翔
Masters, 國立清華大學, 動力機械工程學系
2010

Abstract

奈米碳管 機械 疲勞 雙孔 修補 複合材料
本篇論文將碳纖維含浸混有不同含量奈米碳管的環氧樹脂進行疊層,製造出奈米碳管/碳纖維/環氧樹脂複合材料積層板試片,並對製程參數、模具以及材料配方進行研究,其結果確實可以增加製程效率,並且減少資源浪費達到絕佳的環保效益。 為了探討機械性質的效應,本文對試片進行不同孔距的雙孔洞加工,並且以不同之奈米碳管含量為變數,測量其靜態及動態機械強度的變化。實驗發現奈米碳管在靜態拉伸部分補強有限,而動態拉伸疲勞測試中,對未鑽孔以及鑽雙孔之試片都有絕佳的補強效應,而此補強效應會隨著鑽雙孔以及雙孔孔距的接近而下降,因為應力集中效應會使得材料的微小不均勻度及微小團聚被放大。但奈米碳管補強效應仍是顯而易見的。 此外,討論修補系統,使用自行研製調配黏著劑以及修補片對試片進行疲勞裂縫的修補。在實驗所設計黏著劑、修補片以及被修補試片同質性極高的前提下,得到了明顯的修補效應。 最後,以高解析單眼相機與SEM對破壞面進行拍攝,證實了奈米碳管對於碳纖維/樹脂介面的補強效應,並且此效應在介面脫層主導的動態疲勞測試中即發揮了極佳的作用。

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