Abstract
本論文主要是研究鋁基長纖複合材料的界面及熱膨脹性質。利用真空熱壓法製程製作出長纖強化鋁合金複合材料後，再研究其界面性質及熱膨脹係數。論文的內容主要分成三大部分，第一部分是以纖維頂出法量測界面剪強度之研究，第二部分是以纖維碎斷法量測界面剪強度之研究，第三部分則是研究雙向纖維強化鋁基複材性質之研究。 在第一部分的研究中，利用7075Al基材的析出強化特性來改變基材的強度，並以纖維頂出法來研究基材強度對界面剪強度的影響。本實驗採用之纖維頂出法可以精確的測得界面剪強度，其誤差範圍在5%以內。界面剪強度的時效變化基本上與基材的抗拉強度的變化趨勢一致，在 T6時效狀態下其界面剪強度可達167 MPa。應力-位移曲線在滑移階段皆有明顯的應力震盪現象產生。 在纖維的表面作不同厚度的無電鍍鎳處理，以達到改變界面狀態的目的，並以纖維頂出法來研究鎳膜厚度對界面剪強度的影響。鎳膜厚度0.5 □m的試片界面剪強度最高，鎳膜厚度0.8 □m的試片界面剪強度最低，主要是形成鬆散的介金屬反應層的關係。 第二部分的研究係利用纖維碎斷法，量測 SiCf/2024Al 及 SiCf/7075Al的界面剪強度。採用自行發展的聲波量測法及纖維萃取法來量測碎斷纖維的數目，資料顯示兩種方法所得到的結果相當吻合。在SiCf/2024Al複材中，初時效的試片，纖維斷裂時機相當分散，早期應變即有纖維斷裂；尖峰時效的試片，則纖維斷裂時機集中2-5%拉伸應變區間；過時效的試片，則纖維斷裂時機又再度分散。T6時效狀態下SiCf/2024鋁複材平均界面剪強度可達100 MPa；SiCf/7075Al複材平均界面剪強度則可達到120 MPa。 第三部分的研究中，單向鉬纖強化鋁基複合材料的熱膨脹性質，其平行纖維方向有良好的限制基材膨脹的效果；垂直纖維方向則不具限制膨脹的效果，其CTE值接近鋁。雙向鉬纖強化鋁基複合材料累積的殘留應力會降低其CTE值；35 vol%或以上，其CTE值的表現就與鉬纖維相當接近。以斜方向45□進行的熱膨脹性質量測，發現其CTE值對試片規格尺寸較敏感。正方向在400 ℃以內，試片尺寸對CTE值影響不大。