Abstract
本研究之主要目的在於探討航空用高性能碳纖維強化環氧樹脂複合材料T300/976 Gr/Epoxy之動態性質。研究不同角度疊層順序積層板之衝擊、拉伸-壓縮疲勞與低能量衝擊後之拉伸-壓縮疲勞性質，並配合非破壞檢測之觀察，進行有系統的材料動態性質分析。在衝擊方面，探討不同積層經貫穿衝擊測試與承受不同低能量衝擊後其殘餘抗張強度分佈情形；在拉伸 -壓縮疲勞方面，探討各積層在不同應力比率下之韋伯分佈函數及經歸一化與聯合資料處理所建立S-N曲線方程式分佈情形，此外並探討疲勞負荷-循環次數-生存機率三者之關係；在低能量衝擊後之拉伸-壓縮疲勞方面，探討低能量衝擊對材料疲勞性質之影響，並比較材料衝擊前後拉伸-壓縮勞性質之差異性；在非破壞檢測方面，利用C-Scan檢測材料經衝擊後之破壞形態學，並利用SEM觀察材料經拉伸-壓縮疲勞破壞後其纖維、基材和纖維與基材界面之破壞情形。並且探討Gr/Polyimide複合材料在鹽水、浸水老化情形及浸在航空油料及丁酮溶劑下之吸收行為與對機械性之影響。最後探討Gr/PEEK複合材料在不同溫度下之物理老化情形，並比較其機械性質之差異性。在本研究中發現，韋伯函數、聯合韋伯方法可應用於T300/976 Gr/ Epoxy高分子複合材料之拉伸強度、低能量衝擊後殘餘抗張強度與拉伸-壓縮疲勞壽命之預測與分析。在非破壞形態學上，材料經拉伸-壓縮疲勞測試後，從SEM觀察中發現試片同時具有拉伸與壓縮之破壞機構 ，且 Gr/ Epoxy表現出脆性破壞之特性；而從C-Scan檢測中可發現積層板經貫穿及低能量衝擊後之脫層大小及分佈形狀因疊層與厚度而改變。再者，本研究顯示Gr/Polyimide複材在航空燃油、丁酮、鹽水及浸水後之機械性質均會有不同之影響；而Gr/PEEK在不同溫度老化下，其抗張和抗折強度皆隨溫度上升而增加，而衝擊性質較不顯著。