複合材料

在纖維強化複合材料中,基材(matrix)的主要角色,下列何者正確?

  1. A由基材承擔大部分負荷,纖維的角色僅限於阻止基材中裂縫的成長,以提高其韌性
  2. B結合纖維並保持形狀,經由界面剪切傳遞負荷給纖維,並保護纖維不受環境影響
  3. C唯一的角色是抵消纖維的熱膨脹,對於強度、剛性等力學性質則完全沒有任何影響
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正確答案:B. 結合纖維並保持形狀,經由界面剪切傳遞負荷給纖維,並保護纖維不受環境影響

在纖維強化複合材料中,強而剛的纖維承擔大部分負荷,基材則將纖維保持在設定的位置與方向,構成零件的形狀。從外部施加的負荷,由基材經纖維與基材界面的剪切傳遞給纖維。基材也有保護纖維免於刮傷、濕氣與化學品,以及在1根纖維斷裂時防止裂縫直接延伸到相鄰纖維的作用。由基材承擔大部分負荷的說明,把纖維與基材的角色弄反了。基材大幅左右垂直纖維方向的強度、壓縮強度與層間強度,因此不影響力學性質的說明也是錯誤的。

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