界面鍵結對於複合材料之補強材纖維與基材間的界面接著性,有很大影響。因此本研 究使用微斷鍵(Micro debonding) 與接觸角(contact angle) 分析,來探討碳纖維經 有機金屬鹽 (如鈦,鋯及鋯鋁鹽) 偶合劑處理與BMI (Bismaleinide)樹脂間的界面鍵 結關係,經實驗發現,上述偶合劑對纖維與樹脂間界面接著性有很大的增進。 本文先將碳纖維經不同濃度的有機金屬偶合劑處理再與BMI 樹脂制成碳纖維複合材料 ,經由複合材料機械性質測試,如抗張強度(Tensile strength),短樑剪強度(Short -beam shear strength) 及彎曲強度(Flexural strength) 等試驗。結果顯示碳纖維 在偶合劑濃度約0.2wt%左右時,所得到的碳纖維複合材料物性為最優越,並且以APG- 3 (鋯鋁鹽) 偶合劑處理為最佳,其次為CA404(鈦鹽) 及CA505(鋯鹽) 。此後以微觀 方式加以評估有機金屬偶合劑對碳纖維與BMI 樹脂間的接著情形,首先以ESCA和SAM 來分析碳纖維經偶合劑處理後表面元素位移(shift) 的情形,並從SEM 與TGA 等知道 碳纖維表面形態和偶合劑對碳纖維熱性質的影響,最後以單根纖維(single fiber)做 微鍵結拉出(pull-out)測試與魏赫曼含浸試驗,深一層膫解碳纖維界面強度和碳纖維 表面濕潤的情形。 經由以上的實驗結果顯示,碳纖維經有機金屬偶合劑處理,無論從微觀的微鍵結(Mir cobond) 界面強度分析或由巨觀的複合材料機械性質測試,證實有機金屬偶合劑將扮 演一位重要的角色。
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