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高分子概論期末報告 題目:腳踏車 班級:化材三甲 姓名:吳健男 蔡昇晏 車架 車架的材質有很多種 鋼（合金鋼） 鋁合金 鈦合金 碳纖維 鋼材(stinless steel) 優點:疲勞衰退比率低、且色溫高易烤色。 缺點:鋼管重保養，因為鋼管並不是完全防鏽。 使用在單車上時間最久的材質，主要的優點是長時間剛性 最強、管材有彈性，不易累積金屬疲勞、管材接合方式多 而且施工比較容易，因此常用為低價的車種使用，也有一 些高價位但仍堅持傳統原味的自由車或者追求高強度的土 坡和街道車使用一些新種類的合金鋼材更加強化鋼管車的 路感和強度又能把重量往下壓，而鋼管的缺點則是重量過 重，保養不當，且容易生鏽,管材塑形較為困難。 鋁合金(aluminum alloy) 優點:傳導性佳，比重輕、耐腐蝕。 缺點:疲勞強度不佳、傳導過於直接、震幅傳導大。 目前在單車上使用最普遍的材質就是鋁合金，優點是重量輕 短時間的硬度和剛性最好，塑形較容易且可以輕易配合力學 原理來改變管形以達到輕量通時卻擁有更高的強度、不會生 鏽等等... 從幾千元的單車到售價十幾萬的登山車、下坡車或自由車幾 乎都是鋁合金車架，零配件也都是以鋁合金為大宗，要輕量 可以輕易的把管材抽的極薄，要強度也可以利用CNC模具切 削做出誇張的外型和驚人的強度，但它的缺點是幾乎沒有彈 性，會累積金屬疲勞，雖然硬度很好但反而使車架失去了一 定程度可以吸收路面震動的彈性而不太舒適，在跟鋼質的螺 絲鎖合時結構容易被破壞。 鈦合金 近年來剛興起的一種材質，優點是擁有上述所有材質中最好 的彈性，耐鏽蝕性也最好、最不易累積金屬疲勞，最近剛開 始應用的鈦合金抽管技術也把鈦合金車架的重量壓低到能跟 鋁合金對抗的程度但又擁有良好的持久性和彈性，但缺點是 製造極不容易，跟鋼車架或鋁合金車架不同的是，鈦合金車 架在燒焊的時候就必需燒在最完美的角度，一但焊接完成會 因為本身彈性和晶形結構的問題使它幾乎沒有校正的空間， 製做成本就高了非常多，漆料也因為分子附著性低所以不便 上漆，也有不少使用者嫌因為彈性過好而導至踩踏的硬度不 夠，有軟腳的感覺。 碳纖維 1.高強度碳纖維(HT): 優點:傳導佳、剛性不錯、耐腐蝕。 缺點:彈性限低，組織密度較高模碳低。 2.高模數碳纖維(HM): 優點:性能皆均優，不論直進性、制震性、傳導、強度等 都有一定水準 缺點:價錢高且高等級的碳纖一旦壞了，連修理都困難 碳纖維 結構與特性 每根碳纖維皆由數千條更小的碳纖維所組成。 原子層面碳纖維跟石墨很相似，是由一層一層 以六角型排列的碳原子所結構。 石墨和碳纖維差別在於層與層之間的連結過程。 石墨是晶體結構而層間連結較鬆散，而碳纖維不是晶體 結構，層間連結為不規則且防止滑移增強物質強度。 輪胎-橡膠材質 輪胎所使用的橡膠材質對於循跡性之決定性影響有相 當大的關係，所以膠質軟相對摩擦係數就高，橡膠分 子對地面也有更佳的附著力，整體的循跡性也提昇不 少。但相對也有一些缺點，軟質的輪胎雖有較佳的循 跡性但是磨耗也比較快。因此材質的選擇需要考慮輪 胎的荷重。 橡膠材質結構與性質 結構: 1.分子量一般介在100,000~1,000,000之間。 2.天然橡膠之高分子結構為共價單鍵為主要，所以很容易彎曲。 3.分成兩種化學結構，順式聚異戊二烯以及反式聚異戊二烯。 性質: 1.優點是加工性、物理性能佳 2.價格變化較大。 3.缺點在於乏耐油性、耐熱性、耐臭氧性。 4.普通運用於輪胎、鞋類、橡膠皮帶、橡膠管等等。 坐墊皮-聚氯乙烯(PVC) 結構: 1.用一個氯原子取代聚乙烯中一個氫原子的高分子材 料。 2.分子量介於60000~150000之間。 性質: 1.具有良好抗電性、耐火性等等。 2.PVC在高溫燃燒下會產生有毒氣體(HCl、氯氣)等氣體。 3.不易被酸鹼腐蝕 聚氯乙烯(PVC)結構圖 反光鏡-支架(ABS) ABS樹脂是由丙烯烃、1,3-丁二烯、苯乙烯三種單體 接枝共聚而成。 實際上是丁二烯接枝共聚物與丙烯烃-苯乙烯，共聚 物之混合而成，之中丙烯烃含15~35%，丁二烯含 5~30%，苯乙烯含40~60%。 其丙烯烃、苯乙烯、丁二烯3種成分比例調整該會改 變樹脂的物理性能。 ABS樹脂結構與性質 1,3-丁二烯讓ABS樹脂有著低溫延展性和抗衝擊性，但過 量的丁二烯會導致樹脂的硬度、光澤、流動性皆降低。 丙烯烃讓ABS樹脂有著硬度、耐熱性及耐腐蝕的性質。 苯乙烯讓ABS樹脂有著硬度與加工之流動性和產品表面 的光潔度。 資料來源 維基百科 http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E8%81%9A%E6%B0%AF%E4%B9%99%E7%83%AF http://zh.wikipedia.org/zh-tw/ABS%E6%A0%91%E8%84%82 輪胎小百科-『輪胎的材質和循跡性』 http://www.2ch.com.tw/c_detail_more-266.html