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醫療輔具之奈米碳管加勁複合材料裂縫管件的疲勞行為探討

為了解決碳纖維登山杖的問題，作者林政龍 這樣論述：

本研究發展之碳纖維預浸材添加奈米碳管成份而製作奈米碳管加勁複合材料圓形管件以達到最佳疲勞抗裂效果為目標，且考慮如(1)高強度高剛性(2)產品輕量化(3)安全性佳(4)耐疲勞特性的奈米碳管加勁複合材料管件。本研究製造最佳耐疲勞抗裂效果的奈米碳管加勁複合材料圓形管件，以提供未來醫療輔具市場的需求。本研究創新技術是碳纖維預浸材管件設計製作與疲勞檢測。在創新技術中，利用3D繪圖軟體SolidWorks來進行實體管件模型的模具設計，實驗方面是以碳纖維預浸材與奈米碳管以及環氧樹脂利用手積法包覆製作輕量型奈米碳管加勁複合材料圓型管件。本研究主要探討碳纖維預浸材分別加入0wt%奈米碳管、0.5wt%及1wt

%奈米碳管後製作成試片及管件，再進行試片拉伸實驗、管件的三點彎曲等試驗，透過機械性值(拉伸、三點彎曲)檢測進行比較，研究並觀察奈米加勁複合材料圓形管件疲勞裂縫的生長及比較。經由機械性質測試後發現當碳纖維預浸材加入0.5wt%的奈米碳管時具有最佳的機械性質。研究中發現添加0.5wt%奈米碳管及奈米加勁複合材料之與樹脂的最佳比例為 6:4 時的纖維方向為00時的比剛性最大為(46.18)。而添加0.5wt%奈米碳管捲曲包覆的複合材料圓形管件的三點彎曲之破壞強度(最大破壞力1693N)及裂縫長度最佳。