結構用複合材料技術需求與應用：材料世界網 | 測速照相出沒點

2008年2月12日—5.耐疲勞特性好。6.抗氧化、耐腐蝕。複合材料性能提升技術需求1.改變複合材料纖維種類為滿足因結構大型化 ...

複合材料具有質輕、高剛性、高強度、高設計自由度及耐腐蝕等眾多優點，被廣泛應用於各種結構物，如飛機、船舶、汽車、運動器材、工業生產設備和土木建築工程等。而複合材料的使用隨著時代進步、使用者需求的增加與能源的短缺…等，如運動器材的輕量化、風力葉片發電效能的提升、交通運輸工具的節能需求、與工業生產設備大型化需求…等，均使複合材料結構件朝向大型化與輕量化的趨勢。

複合材料特性複合材料為結合兩種以上不同相的物質，由基材(樹脂)與強化材(纖維)所組成，擷取各組成性質的優點，形成新的材料，其中以纖維強化的複合材料性能較佳、應用亦較廣。

複合材料受應力作用時，其基材先變形，此時應力將由基材傳遞至纖維，所以複合材料主要受力為纖維，如圖一所示為複合材料受應力作用時應力與應變的圖形；纖維、樹脂彈性模數與纖維受力關係如圖二所示。

圖一、所示為複合材料受應力作用時應力與應變

圖二、纖維、樹脂彈性模數與纖維受力關係

複合材料在力學上的特點：1. 比抗張強度高（抗張強度與密度比值）；比抗張彈性模數高（抗張模數與密度比值）2. 具方向性（加強、減弱特定方向）。3. 吸震力佳（高阻尼）。4. 設計自由度高、產品多樣化。5. 耐疲勞特性好。6. 抗氧化、耐腐蝕。

複合材料性能提升技術需求1. 改變複合材料纖維種類為滿足因結構大型化所產生的結構剛性不足、變位過大或強度不足等現象，改變複合材料結構纖維種類有時變的不可避免的方法，以玻璃基板搬運機器人碳纖維複材機械手臂為例，利用較高模數的碳纖維，正好可解決複材機械手臂因自重過大與剛性不足所產生的變位過大問題，其它設備如Cassette、roller…等大型設備因剛性需求不同時僅需變更使用材料的剛性即可。

2. 提升樹脂強度與樹脂、纖維間的介面強度有效應用複合材料纖維強度，降低因基材強度不足或基材與纖維間的介面強度不足所造成的強度折損。於複合材料應用中可有效減少複合材料疊層數，且可滿足結構輕量化。