複合材料

由碳纖維與環氧樹脂構成的複合材料中,碳纖維的質量分率為70%。設碳纖維的密度為1.80 g/cm³,環氧樹脂的密度為1.20 g/cm³,且沒有孔隙(空洞),纖維的體積分率最接近下列何者?

  1. A約70%
  2. B約78%
  3. C約61%
查看答案與解析

正確答案:C. 約61%

體積以質量除以密度求得。複合材料100 g中,纖維體積為 70/1.80 ≈ 38.9 cm³,樹脂體積為 30/1.20 = 25.0 cm³,因此纖維的體積分率為 Vf = 38.9/(38.9 + 25.0) ≈ 0.61,約61%。纖維的密度比樹脂大,因此體積分率小於質量分率。約70% 是把質量分率直接當成體積分率的錯誤,混合法則的計算必須使用體積分率。約78% 是把纖維與樹脂的密度對調計算的值。實際的成型品可能含有孔隙,因此以密度量測或燃燒法確認 Vf 與孔隙率。

回報錯誤

練習這個領域 前往領域頁面

相關計算工具

複合材料的其他題目

  1. 對於單向排列的連續纖維複合材料,混合法則等應變式與等應力式的使用區分,下列何者正確?
  2. 對以體積分率40%單向放入玻璃纖維(楊氏模數72 GPa)的樹脂(楊氏模數3.0 GPa)複合材料,沿平行纖維方向拉伸。在彈性範圍內,負荷中由纖維承擔的比例最接近下列何者?
  3. 有一以體積分率50%單向放入玻璃纖維(楊氏模數72 GPa)的樹脂(楊氏模數3.0 GPa)複合材料。以等應力混合法則估算垂直纖維方向的楊氏模數,最接近下列何者?
  4. 碳纖維強化塑膠(CFRP)與玻璃纖維強化塑膠(GFRP)的比較,下列何者正確?
  5. 單向CFRP(纖維方向楊氏模數140 GPa,密度1.6 g/cm³)與鋼(楊氏模數210 GPa,密度7.9 g/cm³)在纖維方向的比彈性模數(楊氏模數/密度)之比 CFRP/鋼 最接近下列何者?