Abstract
連續型碳纖維強化聚醚醚酮樹脂 ( Continuous GraphiteFiberReinforced Polyether Ether Ketone；AS-4/PEEK) 熱塑性複合材料具有高強度及高剛性之特性，並有極佳的破壞韌性及抗脫層性，經廣泛之評估已運用於高精密度之零組件，並已使用於航空、太空工業結構件上。對於 AS-4/PEEK (APC-2)機械性質之探討，己有許多學者研究，但在長期性質之研究上，如潛變及疲勞性質，尚需做更深入的探討，因此，本論文乃針對 AS-4/PEEK (APC-2)複合材料之疲勞性質，潛變性質進行系統性之研究，並分析溫度、頻率、不同之應力比率及形態學 (破壞機構、變形機構) 與材料特性之關係，進而建立基本關係模式，增進理論模擬計算公式的完整性，使得連續型碳纖維強化 PEEK(AS-4/PEEK) 複合材料在結構設計時有充分之依據。本研究包括下列項目：一：根據動態機械性質測試、疲勞測試及潛變測試之材料特性分析，建立下列各性質之模式。 (a)： 疲勞測試之 S-N曲線方程式模式。 (b)： 殘餘強度之衰減模式。 (c)： 潛變與時間之關係模式。 (d)： 重疊原理用於潛變模式 (長期潛變性質之預測)。二：進行微觀分析及非破壞檢測，了解其破壞與變形機構。(a)： 以 SEM，OM觀察其破壞形態學。 (b)： 以 X-RAY分析其破壞與變形機構。三：由測試結果 (破壞及非破壞檢測) 及理論分析、理論推導，探討所建立模式的合理性及有待改進的方向。本研究結果顯示，AS-4/PEEK(APC-2)積層複合材料之疲勞性質依不同積層排列而有明顯差異，其破壞機構亦有所不同，含 0度層之積層其疲勞敏感度要比基材控制(MatrixDominate)之積層小。研究結果也顯示，韋伯分佈函數 (WeibullDistribution Function)適用於不同應力等級下之疲勞壽命分佈分析，而整體之疲勞壽命分佈可用歸一化(Normalized)及聯合(Pooled)韋伯分佈函數分析之，並建立S-N曲線。本研究以殘餘強度衰減模式來預測疲勞壽命分佈與殘餘強度分佈，發現其理論預測曲線與實驗結果相當吻合。