铝合金/APC-2奈米复材积层板之高温机械与疲劳性能之探讨

论文作者：台湾中山大学 / 宋宜骏

指导教师：任明华《研究领域：复合材料力学、疲劳力学、破坏力学、显微力学。》

本文主旨在于研制铝合金/碳纤维/聚醚醚酮三明治结构创新奈米复合材料积层板，及深入探讨其奈米复材积层板在室温及高温环境下之机械性能、钻孔机械性能、疲劳曲线及疲劳极限，并观察其破坏机制将结果分析、讨论并提出结论。

首先，为了克服未经表面处理之铝合金在复合材料制程上常见之脱层问题，本文在材料前处理上采用二种常见之铝合金表面处理法，分别为铬酸化学蚀刻法及铬酸阳极处理法，二种方法经由一系列之实验与结果数据验证，发现铬酸阳极法拥有更好的抗脱层表现，且在机械性能实验结果中也优于铬酸化学蚀刻法。

制程方面，碳纤维/聚醚醚酮奈米复合材料积层板则采用二种迭序，分别为十字迭与类似均向迭，再与经由表面处理后之2024-T3铝合金薄板热压成型，制成铝合金/碳纤维/聚醚醚酮三明治结构创新奈米复材积层板，其奈米复材积层板经由ASTM D3039规范切割成试片，并采MTS-810万能材料试验机获得其机械与疲劳性能。

在机械性能上，经由实验获得不同迭层在室温及高温下之应力-应变曲线，将其结果分析并得出预测模型，其预测应力-应变曲线与实验结果一致，特别在转折点之预测也相当准确。在钻孔试片上，本文将改良型PSC预测模型延伸成高温改良型预测模型，并用此延伸模型预测室温与高温下之钻孔残留强度，其预测结果再与实验结果比对下相当准确。

疲劳性能方面，经由实验获得不同迭层在室温及高温下之应力-疲劳周期曲线与疲劳极限，分析并验证实验结果，其预测疲劳曲线与实验结果吻合。