什麼是層間剝離

疊層板層與層之間的樹脂或界面破裂，使層剝開的損傷。因厚度方向強度低而發生，因衝擊而在內部產生時，從外部難以發現。

日文名稱: 層間はく離

「層間剝離」出現在1領域的1道練習題中（複合材料等）。

這個名詞所屬的領域: 複合材料

為什麼層與層之間很弱

疊層板的面內負荷由纖維承擔，但層與層之間沒有纖維，只以樹脂及纖維與樹脂的界面相連。因此對厚度方向拉伸（剝開的力）或層間剪切的強度，只有纖維方向強度的數十分之1左右。在疊層板中，自由端、孔的周圍、層數改變的部分、彎曲的部分等處，會集中由層方向差異產生的層間應力，剝離就從那裡開始。成型時的空隙或異物混入，也會成為剝離的起點。

以數值表示剝離的易成長程度

層間剝離以破壞力學處理為層與層之間裂縫的成長。張開方向（模式I）的層間破壞韌性 G_Ic 以雙懸臂樑（DCB）試驗量測，錯開方向（模式II）的 G_IIc 以端部缺口彎曲（ENF）試驗等量測。使用脆性環氧樹脂的碳纖維疊層板，G_Ic 大約為100〜300 J/m²，與金屬的破壞韌性相比小了好幾個數量級。使用加入熱塑性粒子的增韌環氧樹脂，或以熱塑性樹脂為基材，可大幅提高 G_Ic。

看不見的衝擊損傷與壓縮強度

即使只是工具掉落或小石子撞擊程度的衝擊，疊層板內部也可能逐層出現方向不同的許多剝離，呈圓錐狀擴展。表面只留下些微的凹陷，因此目視幾乎無法發現（BVID：目視勉強可見的衝擊損傷）。剝離的部分受壓縮時容易以薄層為單位挫屈，因此壓縮強度比拉伸強度下降得更多。所以在飛機上，把施加衝擊後的壓縮強度（CAI）作為設計基準之一。

發現與防止的方法

內部的剝離，一般以超音波探傷（C掃描）調查在剝離面反射的波來發現，也使用紅外線熱影像或敲擊檢查。要防止剝離，除了使用增韌樹脂之外，還有以線穿過厚度方向的縫合、打入細針的Z-pin、3維織物等，在厚度方向也放入纖維以連接各層的方法。不過在厚度方向放入纖維會擾亂面內的纖維，可能使面內性質下降，因此要權衡兩者來選擇。半導體封裝或塗層中界面剝開的現象，同樣稱為層間剝離（脫層）。

練習層間剝離的題目

將單向材的層以 [0/90]ₛ 方式正交且對稱疊合的疊層板，關於其面內剛性的敘述，下列何者正確？

A0°與90°方向的楊氏模數相等，45°方向兩種層也各貢獻一半，因此面內為等向性
B只有0°方向的楊氏模數高，90°方向無纖維承載，僅為樹脂的楊氏模數
C0°與90°方向的楊氏模數大致相等，但45°方向受面內剪切影響而變小

查看答案與解析

正確答案：C. 0°與90°方向的楊氏模數大致相等，但45°方向受面內剪切影響而變小

在 [0/90]ₛ 中，沿0°方向拉伸時0°層、沿90°方向拉伸時90°層以纖維方向承受負荷，因此兩方向的楊氏模數大致相等。但沿45°方向拉伸時，每一層的纖維都與負荷方向相差45°，變形主要成為由樹脂支撐的面內剪切，因此楊氏模數大幅下降。想在面內接近等向性時，要做成像 [0/±45/90]ₛ 那樣加入45°層的準等向性疊層。45°方向也相同的說明忽略了這一點。在90°方向上，90°層的纖維也承受負荷，因此並不是只有樹脂的楊氏模數。另外，無論哪種疊層，厚度方向都由樹脂支撐，容易發生層間剝離的問題仍然存在。

常見問題

層間剝離與脫層（delamination）相同嗎？

意思相同，都是英文 delamination 的譯名，除了複合材料的疊層板之外，也用於半導體封裝、塗膜、膠合玻璃等，泛指層狀疊合之物的界面剝開的現象。

層間剝離要如何發現？

內部損傷多半從外面看不見，因此一般以超音波探傷調查。超音波會在剝離面反射，因此能把其位置與深度做成影像。

發生層間剝離的零件能修理嗎？

小的剝離，有時以注入樹脂重新黏著的方式修理。損傷大時，則削去損傷部，疊上新的層並黏著，進行補片或斜接修理。

解析中的「層間剝離」

另外，無論哪種疊層，厚度方向都由樹脂支撐，容易發生層間剝離的問題仍然存在。
將單向材的層以 [0/90]ₛ 方式正交且對稱疊合的疊層板，關於其面內剛性的敘述，下列何者正確？

出現「層間剝離」的題目（1題）

將單向材的層以 [0/90]ₛ 方式正交且對稱疊合的疊層板，關於其面內剛性的敘述，下列何者正確？