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?
- A約70%
- B約78%
- 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。