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復(fù)合材料由於質(zhì)輕及比強(qiáng)度(strength)高,抗腐蝕性佳。故近年來受到各行各業(yè)之青睞,加上加工技術(shù)不斷精進(jìn),得復(fù)合材料應(yīng)用范圍(fàn wéi)更是無遠(yuǎn)弗屆。復(fù)合材料的應(yīng)用諸如(zhū rú)航空領(lǐng)域,太空頜域,醫(yī)療設(shè)施,運(yùn)動健身器材,工業(yè)生產(chǎn)(Produce)設(shè)備(shèbèi),能源相關(guān)等應(yīng)用領(lǐng)域,有些則為近年使用者需求增加,或應(yīng)用尺度變化或彌補(bǔ)傳統(tǒng)金屬材料之缺點(diǎn)等所衍生(釋義:演變而產(chǎn)生)之應(yīng)用。
復(fù)合材料在航空領(lǐng)域應(yīng)用
航空器用材料(Material)需具備之特性如下:
1、高比強(qiáng)度(strength)及比勁度
2、足夠抵抗10∧7次重覆負(fù)載(load)之疲勞佳度
3、裂縫成長速度緩慢
4、長期抗腐蝕
5、優(yōu)異的成長性與加工性
6、成本低
隨著復(fù)合材料材質(zhì)之不斷改良及提升,復(fù)合材料在航空器上使用部位亦隨之?dāng)U大,主購件、次構(gòu)件以復(fù)合材料取代金屬材料更是比比皆是,由此可知,復(fù)合材料的應(yīng)用重點(diǎn)在能達(dá)到結(jié)構(gòu)輕量化與設(shè)計(jì)自由度提升。
copyright 123456 復(fù)合材料在醫(yī)療設(shè)施中的應(yīng)用
利用復(fù)合材料(Material)制作醫(yī)療器材,主要著眼于復(fù)合材料之輕量化,目前已開發(fā)之器材包括輪椅、照射用床、假肢、假牙。
碳纖維制品就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料,通過不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。在開發(fā)階段由于用復(fù)合材料制作之器材比傳統(tǒng)器材成本高,故初期不易推廣。隨著器材原料價格降低(reduce)及用復(fù)合材料制作之器材,其X光之吸收度為鋁(Al)的1/5(CFRP為1.4%/m鋁為7%/m),而以復(fù)合材料材料品質(zhì)制作之醫(yī)療器材有良好的X光穿透性、高機(jī)械佳度、輕薄精巧,故需求量增大。
復(fù)合材料在運(yùn)動器材中的應(yīng)用
近年來運(yùn)動休閑、復(fù)合材料及化工等相關(guān)(related)產(chǎn)業(yè)之產(chǎn)品均走向高功能化,強(qiáng)度特別高的化及輕量化之趨勢,而
碳纖維復(fù)合材料具有質(zhì)輕、高強(qiáng)度、高剛性、高韌性(toughness)及耐腐化侵蝕
等眾多優(yōu)點(diǎn),其中將技術(shù)應(yīng)用於高爾夫球桿、自行車、網(wǎng)球拍、健身器材等相關(guān)產(chǎn)品之研究(research),為傳統(tǒng)復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)運(yùn)動器材業(yè)提身產(chǎn)品附加價值,拓展新的應(yīng)用領(lǐng)域,為目前重要課題。碳纖維生產(chǎn)傳統(tǒng)的玻璃纖維相比,楊氏模量是其3倍多;它與凱夫拉纖維相比,楊氏模量是其2倍左右,在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹,耐蝕性突出。
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復(fù)合材料(Material)在工業(yè)生產(chǎn)(Produce)設(shè)備中的應(yīng)用
近來由于技術(shù)的進(jìn)步,工業(yè)生產(chǎn)(Produce)設(shè)備(shèbèi)有大型化的趨勢(trend)。以TFT-LCD產(chǎn)業(yè)為例,裝飾面板廠所使用的玻璃基板搬送機(jī)械人使用的碳(C)纖維復(fù)材機(jī)械手臂,其長度需求由1m到3m。其他設(shè)備如Cassette Bar配向膜及傳送玻璃用的Roller等。
以上述應(yīng)用為例,當(dāng)復(fù)材構(gòu)件的尺寸變大時,重量之增加會影響(influence)機(jī)械手臂裝卸玻璃的運(yùn)作或在機(jī)械手臂高速移動(2.8m/sec)旋轉(zhuǎn)(210º/sec)時產(chǎn)生位移、變形與震動的問題(Emerson)。
從技術(shù)的觀點(diǎn)來看,要降低自重變形與震動所造成的影響(influence),需改變構(gòu)件材料特性,使用彈性模數(shù)較大的DIALEAD碳(C)纖維,可降低因自重與荷重所產(chǎn)生的變形。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性,因此碳纖維制品的強(qiáng)度大,硬度高,遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱?,此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù),保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口,還受到發(fā)達(dá)國家的嚴(yán)格控制。改變CFRP(碳纖維預(yù)浸材)基材特性,可有效提升復(fù)材構(gòu)件震動特性。目前工業(yè)生產(chǎn)(Produce)設(shè)備的應(yīng)用以提升復(fù)材構(gòu)件剛性與震動性能為首要之務(wù)。
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