高分子複合材料具有質輕、比強度高及耐腐蝕等優良性質，非傳統之金屬
材料所能匹敵，因此近二十餘年來，高分子複合材料逐漸為航太工業所青

睞，且已實際應用於航空載具上，如 Boeing 747 客機使用百分之二十的

複合材料，而 B-767客機使用的複合材料約達百分之五十 ，其它如戰鬥

機、直昇機等亦大量使用複合材料使重量減少 15∼25％。然而此一尖端

材料之長時間效應，如疲勞與潛變性質之資料並不完整，導致設計者對其

可靠度仍存疑慮，也阻礙了複合材料全面取代傳統金屬材料，在航空工業

上之應用，尤其在主結構件之發展深受限制。本論文旨在探討碳纖維強化

高分子積層板複合材料之疲勞及潛變性質，研究中製作積層板所使用之預

浸材，分別為熱固性基材之T300 /976 Epoxy 及熱塑性基材之AS-4/PEEK

。本研究包括下列項目：一、根據疲勞及潛變測試之材料特性，建立下列

各性質之模式 (a)：疲勞壽命之 S-N 曲線方程式模式。 (b)：殘餘強

度之衰減模式。 (c)：疲勞測試過程中溫度變化之模式。 (d)：潛變與時

間之關係模式。 (e)：溫度、時間、應力重疊原理應用於預測長期潛變性

質。二、進行微觀分析及非破壞檢測，了解其破壞與變形機構。 (a)

：以 SEM，OM 及熱影像觀察其破壞形態學。 (b)：以 X-ray 分析其破壞

機構。三、分析熱固性複合材料與熱塑性複合材料，在長時間動態機械性

質 測試上所顯現之差異性。 在本研究中發現，韋伯函數、聯合韋

伯方法及殘餘強度衰減模式，可分別用於 Gr/Epoxy與 Gr/PEEK 兩種複合

材料之疲勞壽命之預測與分析；然而，在破壞型態學上 Gr/Epoxy 表現出

脆性破壞特性，相反的Gr/PEEK是屬於韌性破壞；在潛變行為之探討上可

發現，Gr/PEEK比Gr/Epoxy有更明顯之潛變延伸量；本研究中並嘗試以熱

影像技術，來探討疲勞過程中破壞機構與試片溫度之關係，由實驗結果發

現，以溫度為破壞指標，可分為三種破壞模式，此模式之分類與所施應力

之等級有極密切之關係。